求解线性方程组是一个基础的问题,但如果是在模意义下,事情就没有那么简单了。现在给出一个方程组和模数
(是一个质数),如何解出这个方程组呢(保证有唯一一组整数解)?首先,因为我们使用了整形数组来存储数据,计算中就不允许出现小数点,我们可以把两行各乘上一个数后(要保证主元被消去)再进行相减,而且相减的过程要在模意义下进行。注意,设相减的结果为
,如果只是令
,是存在问题的,因为
可能是一个负数。那么令
是否可行呢?如果
是一个绝对值很大的负数,加上
之后还是负数,该怎么处理呢?我们可以先把
缩小到
的范围。所以,我们要令
。接下来考虑回代的问题。回代的过程显然要用到除法操作,但模意义下是不能使用除法的,于是,我们可以使用乘法逆元。因为保证了模数
是一个质数,所以我们可以根据费马小定理得知:
即为
在模
意义下的逆元。代码如下。
#include
#define maxn 110
#define r register
using namespace std;
typedef long long ll;
int n,p,maxi;
ll tmp,ans[maxn],a[maxn][maxn];
int read()
{
r char ch=getchar();r int in=0;
while(ch>'9'||ch<'0') ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9') in=(in<<3)+(in<<1)+ch-'0',ch=getchar();
return in;
}
ll ksm(r ll x,r int y)
{
if(!y) return 1;
r ll ret=ksm(x,y>>1);
if(y&1) return ret*ret%p*x%p;
return ret*ret%p;
}
int main()
{
n=read(),p=read();
for(r int i=1;i<=n;i++)
for(r int j=1;j<=n+1;j++)
a[i][j]=read();
for(r int i=1;i<=n;i++)
{
if(!a[i][i])//主元不能为0
{
maxi=0;
for(r int j=i+1;j<=n&&!maxi;j++)
if(a[j][i]) maxi=j;
if(!maxi) continue;//如果一整列都为0,不需要消元
for(r int j=i;j<=n+1;j++)
tmp=a[maxi][j],a[maxi][j]=a[i][j],a[i][j]=tmp;
}
for(r int j=i+1;j<=n;j++)
{
tmp=a[j][i];
if(!tmp) continue;//已经为0,不需要消元
for(r int k=i;k<=n+1;k++)
a[j][k]=((a[j][k]*a[i][i]-a[i][k]*tmp)%p+p)%p;
}
}
for(r int i=n;i;i--)
{
for(r int j=i+1;j<=n;j++)
a[i][n+1]=((a[i][n+1]-ans[j]*a[i][j])%p+p)%p;
ans[i]=a[i][n+1]*ksm(a[i][i],p-2)%p;
}
for(r int i=1;i<=n;i++) printf("%lld ",ans[i]);
return 0;
}