大数求gcd模板(高精度)

本文介绍了一种使用二进制算法处理高精度大数求最大公约数的方法,通过特殊的高精度运算技巧,包括高精度除法、减法、乘法等,实现了对任意大数的有效处理。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

给两个大数求最大公约数。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5,inf=1<<29,base=10000;//10000而不是100000,不然容易爆掉!
int T;
int a[1000],b[1000],c[1000],f[1000];
int read()
{
    int f=1;char ch;
    while((ch=getchar())<'0'||ch>'9')
        if(ch=='-')f=-1;
    int res=ch-'0';
    while((ch=getchar())>='0'&&ch<='9')
        res=res*10+ch-'0';
    return res*f;
}
/*void write(int x)
{
    if(x<0)
    {
        putchar('-');
        x=-x;
    }
    if(x>9)write(x/10);
    putchar(x%10+'0');
}*/
/*int gcd(int x,int y)
{
    if(y==0)return x;
    else return gcd(y,x%y);
}*/
//欧几里得算法~显然不行
void init(int a[])//压位高精度
{
    string s;
    cin>>s;
    int len=s.length(),i,j;
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        j=(len-i+3)/4;//注意是len-i+3,而不是+4!
        a[j]=a[j]*10+s[i]-'0';
    }
    a[0]=(len+3)/4;
}
int com(int a[],int b[])//比较大小
{
    if(a[0]>b[0])return 1;
    if(a[0]<b[0])return -1;
    for(int i=a[0];i>=1;i--)
    {
        if(a[i]>b[i])return 1;
        else if(a[i]<b[i])return -1;
    }
    return 0;
}
void div(int a[])//高精除2
{
    int tmp=0;
    for(int i=a[0];i>=1;i--)
    {
        tmp=tmp*base+a[i];
        a[i]=tmp/2;
        tmp%=2;
    }
    while(a[a[0]]==0&&a[0]>0)a[0]--;
}
void jian(int a[],int b[])//高精减高精
{
    for(int i=1;i<=a[0];i++)
    {
        a[i]-=b[i];
        if(a[i]<0)
        {
            a[i+1]--;
            a[i]+=base;
        }
        while(a[a[0]]==0&&a[0]>0)a[0]--;
    }
}
void gcd(int a[],int b[],int t)//二进制算法
{
    if(com(a,b)==0)//如果二者相同,那就是最大公约数无疑了
    {
        T=t;
        return ;
    }
    if(com(a,b)<0)
    {
        gcd(b,a,t);
        return ;
    }
    int ta=0,tb=0;
    if(a[1]%2==0)
    {
        div(a);
        ta=1;
    }
    if(b[1]%2==0)
    {
        div(b);
        tb=1;
    }
    if(ta&&tb)gcd(a,b,t+1);
    else if(!ta&&!tb)
    {
        jian(a,b);
        gcd(a,b,t);
    }
    else gcd(a,b,t);
}
void print(int a[])//高精输出
{
    printf("%d",a[a[0]]);
    for(int i=a[0]-1;i>0;i--)//这里可是有点学问的,不能直接像输出a[a[0]]一样输出其他几位,
        for(int j=base/10;j>0;j/=10)//因为其他几位可能最高位为0,直接输出则0被吞掉了
            printf("%d",a[i]/j%10);
}
void mulow(int a[],int k)//高精乘低精
{
    for(int i=1;i<=a[0];i++)a[i]*=k;
    for(int i=1;i<=a[0];i++)
    {
        a[i+1]+=a[i]/base;
        a[i]%=base;
    }
    while(a[a[0]+1]>0)
    {
        a[0]++;
        a[a[0]+1]=a[a[0]]/base;
        a[a[0]]%=base;
    }
}
void mulhigh(int a[],int b[])//高精乘高精
{
    for(int i=1;i<=a[0];i++)
        for(int j=1;j<=b[0];j++)
        {
            c[i+j-1]+=a[i]*b[j];
            c[i+j]+=c[i+j-1]/base;
            c[i+j-1]%=base;
        }
    c[0]=a[0]+b[0];
    while(c[c[0]]==0&&c[0]>0)c[0]--;
    for(int i=0;i<=c[0];i++)a[i]=c[i];
}
int main()
{
    init(a);init(b);
    gcd(a,b,0);
    if(T==0)print(a);//T存储最大公约数中有多少个2
    else
    {
        f[0]=f[1]=1;
        for(int i=1;i<=T;i++)
            mulow(f,2);//将2累乘
        mulhigh(f,a);
        print(f);
    }
    return 0;
}

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