c++给定正整数a,b,c。求不定方程ax+by=c关于未知数x和y的所有非负整数解。
时间: 2024-09-14 09:08:54 浏览: 62
在C++中,求解形如ax + by = c 的不定方程的所有非负整数解是一个经典的数学问题,通常通过扩展欧几里得算法(也称为中国剩余定理的一种特殊情况)来解决。这个算法会返回最大公约数以及一组系数,使得a * x + b * y = gcd(a, b),然后可以将gcd替换为c来找到原方程的解。
以下是基本步骤:
1. 计算a和b的最大公约数(gcd),记为d。
2. 如果d不等于c,那么方程无非负整数解,因为gcd(a, b) | a和gcd(a, b) | b,所以它也应该|c,这意味着c不能被d整除。
3. 否则,我们有x = (c - bi) / a 和 y = i,其中i是从0到gcd/a的所有整数。为了得到所有非负解,我们需要检查每个i值是否满足条件x和y是非负的。
下面是一个简单的伪代码示例:
```cpp
int extendedEuclidean(int a, int b, int &x, int &y) {
if(b == 0) {
x = 1;
y = 0;
return a;
}
int gcd = extendedEuclidean(b, a % b, y, x);
y -= (a / b) * x;
return gcd;
}
vector<pair<int, int>> solveEquation(int a, int b, int c) {
int x, y, d = extendedEuclidean(a, b, x, y);
if(d != c) return {}; // 没有非负解
vector<pair<int, int>> solutions;
for(int i = 0; i * a <= c && i >= 0; ++i) {
int tempY = y - (c - i * a) / b;
if(tempY >= 0 && tempY * b == c - i * a) {
solutions.push_back({i, tempY});
}
}
return solutions;
}
```
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