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      最大公約數(GCD)

       長沙7喜 2019-10-19

      最大公約數,Greatest Common Divisor(GCD),當然你要是叫它Highest Common Factor(HCF)也沒人會說不行。

      最大公約數

      相信提到最大公約數大家都不會陌生,因為從小學開始我們就接觸到了,

      短除法對吧!大概是這樣的:

      最大公因數 = 2*3 = 6

      如果我們拿到的數是103287和417145,我們還可以通過短除法輕松的解決嗎?

      所以要給大家介紹兩種新的求法,第一種的思維過程很簡單,窮舉法,思路就是枚舉每一個數,如果兩個數字都可以整除就說明這個是公因數,最大公因數當然要從大往小舉了!從兩個數的較小值到1。有一個符合就可以聽停止了。




      我們看到就算要求的a和b很大也可以輕松求解。

      很明顯,這個算法的事件復雜度是O(min(a,b)),線性的時間復雜度。接下來要介紹的輾轉相除法效率就更高了。

      轉轉相除法

      歐幾里得算法

      用較小數除較大數,再用出現的余數(第一余數)去除除數,再用出現的余數(第二余數)去除第一余數,如此反復,直到最后余數是0為止。

      關于它的證明......感興趣的人看一下吧

      設兩數為a、b(a>b),用gcd(a,b)表示a,b的最大公因數,r=a (mod b) 為a除以b的余數,k為a除以b的商,即a/b = k······r。輾轉相除法即是要證明

      gcd(a,b)=gcd(b,r)。

      第一步:令,則設

      第二步:根據前提可知

      第三步:根據第二步結果可知,也是的因數

      第四步:可以斷定互質(這里用反正法進行證明:設,則,則,則a與b的一個公約數,故c非a與b的最大公約數,與前面結論矛盾,因此c也是b與r的最大公約數)從而可知繼而


      不知道你有沒有看懂。不過不重要我們來看代碼吧。


      .


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