世界视讯!【算法实践】| 一步步带你实现寻找最大公约数

2022-12-14 10:11:48 来源:51CTO博客

前言

在实现之前我们先来了解一下什么是最大公约数,以及我们常用的计算最大公约数的方法或者说数学方法。

概念

最大公约数,也称最大公因数最大公因子。他是一个能够被若干整数同时整除的整数,如果一个整数同时是几个整数的约数,则称这个整数为他们的公约数,公约数中最大的数成为最大公约数,1是任意若干的正整数的公约数。比如:一个数既是数A的约数,又是数B的约数,称为A,B的公约数,A,B的公约数中最大的一个(可以包括AB自身)称为AB的最大公约数,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。这么一大段可以概括为:

最大公约数:指两个或多个整数共有约数中最大的一个。


(资料图片)

求最大公约数的方法

常见的有质因数分解法、短除法、辗转相除法、更相减损法。与最大公约数相对应的概念是最小公倍数,a,b的最小公倍数记为[a,b]。(先埋个小彩蛋:下一篇文章我们可以接着探索一下最小公倍数的计算方法)

短除法和辗转相除法是我们在数学解题中常用的两种方法。而且短除法也是我们在求二进制数时常用的方法,辗转相除法求可用来求解不定方程的一组整数解,这是它在数学中最常见的应用,辗转相除法处理大数时非常高效,它需要的步骤不会超过较小数的位数(十进制下)的五倍(加百利·拉梅(GabrielLamé)于1844年证明了这点,开创了计算复杂性理论)。辗转相除法的运算速度为 O(n),其中 n 为输入数值的位数。

求解流程

本文通过穷举法辗转相除法这两种个方法来寻找最大公约数。下面我们来看看两种的方法的具体流程:

穷举法流程图

辗转相除法流程图

辗转相除法终止条件是余数=0

除数是最小公约数

算法实现

穷举法

步骤:

输入两个正整数找到其中较小的数,并记录为min使用穷举法,查找可以整除x,y两个值的数字,并记录为Flag.Flag小的值会被大的值覆盖掉返回Flag,就是x和y最大的公约数

代码如下:

def Findgcd(x,y):    if x < y:        min = y    else:        min = x    for i in range(1, min+1):        if((x % i == 0) and (y % i == 0)):            Flag = i    return Flagx = int(input("请输入第一个整数:"))y = int(input("请输入第二个整数:"))print(x,",", y, "的最大公约数为:", Findgcd(x,y))

执行结果如下:

辗转相除法

如果a代码如下:

x = int(input("请输入第一个整数:"))y = int(input("请输入第二个整数:"))if x < y: #如果x

执行结果如下:

辗转相除法优化

1.递归
def gcd(x , y):    if y == 0:        return x    else:        return gcd(y, x%y)a = int(input("请输入第一个整数:"))b = int(input("请输入第二个整数:"))print(x,",", y1, "的最大公约数为:",gcd(a,b))
2.非递归
x = int(input("请输入第一个整数:"))y = int(input("请输入第二个整数:"))y1  = y;while y:    x,y=y,x%yprint(x,",", y1, "的最大公约数为:",x)

标签: 辗转相除法 最大公约 最小公倍数

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