欧几里得算法(辗转相除)
题目 最大公约数
思路分析
什么是最大公约数
最大公约数指两个或多个整数共有约数中最大的一个
也称最大公因数、最大公因子,a, b的最大公约数记为(a,b)
同样的,a,b,c的最大 公约数记为(a,b,c)
多个 整数的最大公约数也有同样的记号
求最大公约数有多种 方法 常见的有 质因数分解法 短除法 辗转相除法 更相减损法
辗转相减法求最大公约数
用(a,b)表示a和b的最大公因数:有结论(a,b)=(a,ka+b),其中a、b、k都为自然数。
也就是说,两个数的最大公约数,将其中一个数加到另一个数上,得到的新数,其公约数不变,比如(4,6)=(4+6,6)=(4,6+2×4)=2.
要证明这个原理很容易:如果p是a和ka+b的公约数,p整除a,也能整除ka+b.那么就必定要整除b,所以p又是a和b的公约数,从而证明他们的最大公约数也是相等的.
基于上面的原理,就能实现我们的迭代相减法:
(78,14)=(64,14)=(50,14)=(36,14)=(22,14)=(8,14)=(8,6)=(2,6)=(2,4)=(2,2)=(0,2)=2
基本上思路就是大数减去小数,一直减到能算出来为止,在作为练习的时候,往往进行到某一步就已经可以看出得值
辗转相减到辗转相除
迭代相减法简单,不过步数比较多,实际上我们可以看到,在上面的过程中,由(78,14)到(8,14)完全可以一步到位,因为(78,14)=(14×5+8,14)=(8,14),由此就诞生出我们的辗转相除法.
即:(a, b) = (a % b, b) = (b, a %b)
相当于每一步都把数字进行缩小 等式右边就是每一步对应的缩小结果
对(a, b)连续使用辗转相除 直到小括号内右边数字为0 小括号内左边的数就是两数最大公约数
代码实现
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int T;cin>>T;
while(T--){
int a,b;
cin>>a>>b;
while(b){
int c=a%b;
a=b;
b=c;
}
cout<<a<<endl;
}
return 0;
}
可进行封装
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int gcd(int a,int b){
return b ? gcd(b, a % b) : a;
}
int main()
{
int T;cin>>T;
while(T--){
int a,b;
cin>>a>>b;
cout<<gcd(a,b)<<endl;
}
return 0;
}
库函数_gcd
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int T;cin>>T;
while(T--){
int a,b;
cin>>a>>b;
cout<<__gcd(a,b)<<endl;
}
return 0;
}
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