欧几里得算法(GCD)和扩展欧几里得算法(EXGCD)

本文详细介绍了欧几里得算法(GCD)和扩展欧几里得算法(EXGCD),并探讨了如何使用它们求解最大公约数、线性同余方程以及找到乘法逆元。通过递归关系推导出求解公式,并给出了算法的代码实现。同时,文章提供了相关编程题的描述和样例输入输出。

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一、欧几里得算法(GCD)

欧几里德算法又称辗转相除法,是指用于计算两个正整数a,b的最大公约数。


1、求最大公约数

给定平面上的两个格点P1(x1,y1),P2(x2,y2),在线段P1P2上,除P1、P2外,一共有多少个格点?(格点定义为横纵坐标都是整数的点


答案为|x1-x2|和|y1-y2|的最大公约数-1


GCD——辗转相除法介绍
设gcd(a,b)是计算自然数a,b最大公约数的函数,a除以b得到的商和余数分别为p和q。
因为a=b*p+q,
所以gcd(b,q)可以整除a和b也就可以整除gcd(a,b);
此时可看为a=p*gcd(b,q)*c+gcd(b,q)*d
因为q=a-b*p,
同理可知gcd(a,b)整除gcd(b,q);
因此gcd(a,b)=gcd(b,q)=gcd(b,a%b).
因此不断递归gcd(a,b)=gcd(b,a%b)可以得到gcd(a,b)=gcd(c,0)
此时c即为最大公约数.


code:

#include <stdio.h>
#include <cmath>
using namespace std;
long long gcd(long long a,long long b)
{
    return b==0?a:gcd(b,a%b);
}
int main()
{
    long long n1,n2;
    while(scanf("%lld%lld",&n1,&n2)!=EOF)
    {
        n1=abs(n1);
        n2=abs(n2);
        printf("%ll
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