欧几里德算法(又称辗转相除法)求最大公约数,以及最小公倍数

本文介绍了使用欧几里德算法求解两数最大公约数的方法,并提供了递归及迭代两种实现方式。此外,还给出了利用该算法计算两数最小公倍数的公式及其代码实现。

欧几里德算法就是求两数的最大公约数的一种算法。

设两数为a和b,则其最大公约数为c = gcd(a,b) = gcd(b,a%b)。

证明:

设a = k*b + r,则r = a - k*b,且r = a%b。

易知,a%c == b%c == 0。

r % c == (a - k*b)%c == a%c - k*b%c == 0。

所以,b,r的最大公约数是c。

显然易得,gcd(a,b) = gcd(b,a%b)。

通过循环,直到b == 0 时返回a即可(因为0和a的最大公约数便是a本身)

以下是递归代码:

int gcd(int a,int b)
{
    if(b == 0) return a;
    return gcd(b,a%b);
}
以下是迭代代码:

int gcd(int a,int b)
{
    while(b)
    {
        a = a % b;
        swap(a,b);
    }
    return a;
}

附上个最小公倍数求法,其公式是

最小公倍数 = 两个数的乘积 / 最大公倍数

附上代码:

int lcm(int a,int b)
{
	return a*b/gcd(a,b);
}


辗转相除法,也称为欧几里德算法,是用于计算个数最大公约数(GCD)的经典算法。在得到最大公约数后,可以通过公式 `最小公倍数 = 数之积 / 最大公约数` 来计算最小公倍数。 以下是使用 C++ 语言基于辗转相除法实现最大公约数最小公倍数计算的代码: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 递归函数最大公约数 int gcd(int a, int b) { if (a < b) swap(a, b); // 要保证参数 a > b if (b == 0) // 递归边界 return a; else return gcd(b, a % b); // 递归体 } int main() { int m, n; cin >> m >> n; int x = gcd(m, n); int y = m * n / x; cout << "最大公约数: " << x << endl; cout << "最小公倍数: " << y << endl; return 0; } ``` 上述代码中,`gcd` 函数是一个递归函数,用于计算个整数的最大公约数。在 `main` 函数中,首先从用户输入获取个整数,然后调用 `gcd` 函数计算最大公约数,最后根据公式计算最小公倍数并输出结果。 也可以使用迭代的方式实现辗转相除法,代码如下: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int m, n; cin >> m >> n; if (m < n) { // 确保 m > n int temp = m; m = n; n = temp; } // 最大公约数(LCF) int r = 0; while (r = m % n) { m = n; n = r; } int LCF = n; // 最小公倍数(LCM) int LCM = m * n / LCF; // 通过最大公约数间接最小公倍数 cout << "最大公约数: " << LCF << endl; cout << "最小公倍数: " << LCM << endl; return 0; } ``` 在这个迭代版本的代码中,使用 `while` 循环来实现辗转相除的过程,同样可以计算出个整数的最大公约数最小公倍数。 [^1][^4]
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