其實感覺白書上的代碼挺不錯的
簡單易懂,但是功能好像不太強
找題解的時候發現基本清一色的是Kuangbin的模板
我也在這裏貼一下,方便以後使用
附原模板地址:點擊打開鏈接
代碼以及解釋如下:
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int MAXN=50;
int a[MAXN][MAXN];//增廣矩陣
int x[MAXN];//解集
bool free_x[MAXN];//標記是否是不確定的變元
/*
void Debug(void) {
int i, j;
for (i = 0; i < equ; i++) {
for (j = 0; j < var + 1; j++) {
cout << a[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
*/
inline int gcd(int a, int b) {
return b ? gcd(b, a%b) : a;
}
inline int lcm(int a, int b) {
return a/gcd(a,b)*b;//先除後乘防溢出
}
// 高斯消元法解方程組(Gauss-Jordan elimination).(-2表示有浮點數解,但無整數解,
//-1表示無解,0表示唯一解,大於0表示無窮解,並返回自由變元的個數)
//有equ個方程,var個變元。增廣矩陣行數爲equ,分別爲0到equ-1,列數爲var+1,分別爲0到var.
int Gauss(int equ, int var, int MOD) {
int i,j,k;
int max_r;// 當前這列絕對值最大的行.
int col;//當前處理的列
int ta,tb;
int LCM;
int temp;
int free_x_num;
int free_index;
for(int i=0; i<=var; i++) {
x[i]=0;
free_x[i]=true;
}
//轉換爲階梯陣.
col=0; // 當前處理的列
for(k=0; k<equ&&col<var; k++, col++) {// 枚舉當前處理的行.
// 找到該col列元素絕對值最大的那行與第k行交換.(爲了在除法時減小誤差)
max_r = k;
for(i=k+1; i<equ; i++) {
if(abs(a[i][col])>abs(a[max_r][col]))
max_r = i;
}
if(max_r!=k) {// 與第k行交換.
for(j=k;j<var+1;j++) swap(a[k][j], a[max_r][j]);
}
if(a[k][col]==0) {// 說明該col列第k行以下全是0了,則處理當前行的下一列.
k--;
continue;
}
for(i=k+1; i<equ; i++) {// 枚舉要刪去的行.
if(a[i][col] != 0) {
LCM = lcm(abs(a[i][col]), abs(a[k][col]));
ta = LCM/abs(a[i][col]);
tb = LCM/abs(a[k][col]);
if(a[i][col]*a[k][col]<0)
tb =- tb;//異號的情況是相加
for(j=col; j<var+1; j++) {
a[i][j] = ((a[i][j]*ta-a[k][j]*tb)%MOD+MOD)%MOD;
}
}
}
}
// Debug();
// 1. 無解的情況: 化簡的增廣陣中存在(0, 0, ..., a)這樣的行(a != 0).
for(i=k; i<equ; i++) { // 對於無窮解來說,如果要判斷哪些是自由變元,那麼初等行變換中的交換就會影響,則要記錄交換.
if (a[i][col] != 0) return -1;
}
// 2. 無窮解的情況: 在var * (var + 1)的增廣陣中出現(0, 0, ..., 0)這樣的行,即說明沒有形成嚴格的上三角陣.
// 且出現的行數即爲自由變元的個數.
if(k < var) {
// 首先,自由變元有var - k個,即不確定的變元至少有var - k個.
for(i=k-1; i>=0; i--) {
free_x_num = 0; // 用於判斷該行中的不確定的變元的個數,如果超過1個,則無法求解,它們仍然爲不確定的變元.
for(j=0; j<var; j++) {
if(a[i][j] != 0 && free_x[j])
free_x_num++, free_index = j;
}
if(free_x_num > 1) continue; // 無法求解出確定的變元.
// 說明就只有一個不確定的變元free_index,那麼可以求解出該變元,且該變元是確定的.
temp = a[i][var];
for(j=0; j<var; j++) {
if(a[i][j]!=0 && j!=free_index)
temp -= a[i][j]*x[j]%MOD;
temp = (temp%MOD+MOD)%MOD;
}
while(temp%a[i][free_index] != 0) temp += MOD;
x[free_index] = temp/a[i][free_index]%MOD; // 求出該變元.
free_x[free_index] = 0; // 該變元是確定的.
}
return var-k; // 自由變元有var - k個.
}
// 3. 唯一解的情況: 在var * (var + 1)的增廣陣中形成嚴格的上三角陣.
// 計算出Xn-1, Xn-2 ... X0.
for(i=var-1; i>=0; i--) {
temp = a[i][var];
for(j=i+1; j<var; j++) {
if(a[i][j] != 0)
temp -= a[i][j] * x[j];
temp = (temp%MOD+MOD)%MOD;
}
while(temp%a[i][i] != 0) temp += MOD;
if(temp%a[i][i] != 0) return -2; // 說明有浮點數解,但無整數解.
x[i] = temp / a[i][i];
}
return 0;
}
int main(void) {
/*
freopen("in.txt", "r", stdin);
freopen("out.txt","w",stdout);
*/
int i, j;
int equ, var, MOD;
while(~scanf("%d%d", &equ, &var)) {
scanf("%d", &MOD);
memset(a, 0, sizeof(a));
for(i=0; i<equ; i++) {
for(j=0; j<var+1; j++) {
scanf("%d", &a[i][j]);
}
}
// Debug();
int free_num = Gauss(equ, var, MOD);
if(free_num == -1) printf("無解!\n");
else if(free_num == -2) printf("有浮點數解,無整數解!\n");
else if(free_num > 0) {
printf("無窮多解! 自由變元個數爲%d\n", free_num);
for(i=0; i<var; i++) {
if(free_x[i]) printf("x%d 是不確定的\n", i + 1);
else printf("x%d: %d\n", i + 1, x[i]);
}
}
else {
for (i=0; i<var; i++) {
printf("x%d: %d\n", i + 1, x[i]);
}
}
printf("\n");
}
return 0;
}
再來一發XOR方程的模板
代碼如下:
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int MAXN=50;
int a[MAXN][MAXN];
int x[MAXN];
bool free_x[MAXN];
/*
void Debug(void) {
int i, j;
for (i = 0; i < equ; i++) {
for (j = 0; j < var + 1; j++) {
cout << a[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
*/
int Gauss(int equ, int var, int MOD) {
int i,j,k;
int max_r;
int col;
int ta,tb;
int LCM;
int temp;
int free_x_num;
int free_index;
for(int i=0; i<=var; i++) {
x[i]=0;
free_x[i]=true;
}
col=0;
for(k=0; k<equ&&col<var; k++, col++) {
max_r = k;
for(i=k+1; i<equ; i++) {
if(abs(a[i][col])>abs(a[max_r][col]))
max_r = i;
}
if(max_r!=k) {
for(j=k;j<var+1;j++) swap(a[k][j], a[max_r][j]);
}
if(a[k][col]==0) {
k--;
continue;
}
for(i=k+1; i<equ; i++) {
if(a[i][col] != 0) {
for(j=col; j<var+1; j++)
a[i][j] ^= a[k][j];
}
}
}
for(i=k; i<equ; i++) {
if (a[i][col] != 0) return -1;
}
if(k < var) return var-k;
for(i=var-1; i>=0; i--) {
x[i] = a[i][var];
for(j=i+1; j<var; j++) {
x[i] ^= (a[i][j]&&x[j]);
}
}
return 0;
}
void solve() {
int ans = gauss();
if(ans == -1) {
puts("inf");
return ;
} else if(ans == 0) {
int res = 0;
for(int i=0; i<equ; ++i)
res += x[i];
printf("%d\n", res);
return ;
} else {
int res = 0x3f3f3f3f;
int tot = (1<<ans);
for(int i=0; i<tot; ++i) {
int cnt = 0;
for(int j=0; j<ans; ++j) {
if(i&(1<<j)) {
x[free_x[j]] = 1;
++cnt;
} else x[free_x[j]] = 0;
}
for(int j=var-ans-1; j>=0; --j) {
int idx;
for(idx=j; idx<var; ++idx)
if(a[j][idx])
break;
x[idx] = a[j][var];
for(int l=idx+1; l<var; ++l)
if(a[j][l])
x[idx] ^= x[l];
cnt += x[idx];
}
res = min(res, cnt);
}
printf("%d\n", res);
}
}
int main(void) {
int i, j;
int equ, var, MOD;
while(~scanf("%d%d", &equ, &var)) {
scanf("%d", &MOD);
memset(a, 0, sizeof(a));
for(i=0; i<equ; i++) {
for(j=0; j<var+1; j++) {
scanf("%d", &a[i][j]);
}
}
// Debug();
int free_num = Gauss(equ, var, MOD);
if(free_num == -1) printf("無解!\n");
else if(free_num == -2) printf("有浮點數解,無整數解!\n");
else if(free_num > 0) {
printf("無窮多解! 自由變元個數爲%d\n", free_num);
for(i=0; i<var; i++) {
if(free_x[i]) printf("x%d 是不確定的\n", i + 1);
else printf("x%d: %d\n", i + 1, x[i]);
}
}
else {
for (i=0; i<var; i++) {
printf("x%d: %d\n", i + 1, x[i]);
}
}
printf("\n");
}
return 0;
}