两个数的最大公约数------欧几里德算法(辗转相除法)

本文详细介绍了欧几里德算法用于计算两个整数的最大公约数,并指出其在处理大素数时的局限性。此外,文章还提到了改进算法的可能方向,如Stein算法,以及在实际应用中遇到的大素数模运算问题。

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计算原理依赖于下面的定理:

定理:gcd(a,b) = gcd(b,a mod b) (a>b 且a mod b 不为0)

算法步骤:

1:r = mod(a,b)

2:a = b;

3:b = r;

4:如果b不为0,则返回步骤1继续执行,否则算法结束,a就是所求的最大公约数


完整代码如下:

#include<iostream>
using namespace std;

int Gcd(int a,int b)
{
	if(a<b)
	{//交换两个数的值,保证 a>=b 
		a = a^b;
		b = a^b;
		a = a^b;
	}
	int r;
	while(b)//通过判断小数,包含了a、b中至少有一个为0的情况
	{
		r = a%b;
		a = b;
		b = r;
	}
	return a;
}

int main()
{
	int a,b;
	cin>>a>>b;
	cout<<Gcd(a,b)<<endl;
	return 0;
}


最后应该注意:

欧几里德算法是计算两个数最大公约数的传统算法,无论从理论还是从实际效率上都是很好的。

但是却有一个致命的缺陷,这个缺陷在素数比较小的时候一般是感觉不到的,只有在大素数时才会显

现出来。一般实际应用中的整数很少会超过64位(当然现在已经允许128位了),对于这样的整数,

计算两个数之间的模是很简单的。对于字长为32位的平台,计算两个不超过32位的整数的模,只需

要一个指令周期,而计算64位以下的整数模,也不过几个周期而已。但是对于更大的素数,这样的

计算过程就不得不由用户来设计,为了计算两个超过64位的整数的模,用户也许不得不采用类似于

多位数除法手算过程中的试商法,这个过程不但复杂,而且消耗了很多CPU时间。对于现代密码算

法,要求计算128位以上的素数的情况比比皆是,设计这样的程序迫切希望能够抛弃除法和取模。

(摘取自http://baike.baidu.com/link?url=BFRw3FQyrn3ggCrFepE3ado5EFCjXrz5-bmiFER7jm0Ov

VQgfJvvqHqkDWSX_piMrEg0aKeLCKIpI0pvmCkC-a

所以在一般情况下,利用欧几里德算法求最大公约数是可行的,正如上面所说,对与大素数的最大公

约数可以参考Stein算法

欧几里德算法的其他说明请参考:http://baike.baidu.com/link?url=BFRw3FQyrn3ggCrFepE3ado5E

FCjXrz5-bmiFER7jm0OvVQgfJvvqHqkDWSX_piMrEg0aKeLCKIpI0pvmCkC-a



最小公倍数=两整数的乘积÷最大公约数



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