辗转相除 百科内容来自于: 百度百科

简介

它是已知最古老的算法, 其可追溯至公元前300年。它首次出现于欧几里德的《几何原本》(第VII卷,命题i和ii)中,而在中国则可以追溯至东汉出现的《九章算术》。它并不需要把二数作质因子分解。

算法内容

辗转相除法是利用以下性质来确定两个正整数 a 和 b 的最大公约数的:
1. 若 r 是 a ÷ b 的余数, 则
gcd(a,b) = gcd(b,r)
2. a 和其倍数之最大公约数为 a。
另一种写法是:
1. a ÷ b,令r为所得余数(0≤r<b)
若 r = 0,算法结束;b 即为答案。
2. 互换:置 a←b,b←r,并返回第一步。

算法证明

证明:
令c=gcd(a,b),a>=b,
令r=a mod b
设a=kc,b=jc,则k,j互素,否则c不是最大公约数
据上,r=a-mb=kc-mjc=(k-mj)c
可知r也是c的倍数,且k-mj与j互素,否则与前述k,j互素矛盾,
由此可知,b与r的最大公约数也是c,即gcd(a,b)=gcd(b,a mod b),得证。

代码

计算机代码如下:
function gcd(a, b) {
if a mod b<>0
return gcd(b, a mod b);
else
return b;
}
或纯使用循环:
function gcd(a, b) {
define r as integer;
while b ≠ 0 {
r := a mod b;
a := b;
b := r;
}
return a;
}
其中“a mod b”是指取 a ÷ b 的余数。
例如,123456 和 7890 的最大公因子是 6, 这可由下列步骤看出:
a b a mod b
123456 7890 5106
7890 5106 2784
5106 2784 2322
2784 2322 462
2322 462 12
462 12 6
12 6 0
只要可计算余数都可用辗转相除法来求最大公约数。这包括多项式、复整数及所有欧几里德定义域(Euclidean domain)。
辗转相除法的运算速度为 O(n2),其中 n 为输入数值的位数。
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- 来自原声例句
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