三种最大公约数算法耗时比较(vs2008使用MFC程序测试)

本文通过测试分析了三种求最大公约数(GCD)的算法,分别是逐步减小法、辗转相除法和欧几里得递归算法。在数值相差很大和数值都非常大的情况下,展示了它们的耗时差异。实验结果显示,欧几里得递归算法在耗时上通常较少,适用于高性能计算。同时,第一种算法虽然耗时较长,但具有较高的可读性。因此,选择算法应根据具体需求平衡性能和可读性。

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关键代码
在这里插入图片描述

void CMFCTESTDlg::OnBnClickedButton1()
{
	UpdateData();	// 刷新数据
	DWORD dw1 = GetTickCount();
	DWORD nGCD1 = GetGCD1(m_num1, m_num2);
	DWORD dw2 = GetTickCount();
	DWORD nGCD2 = GetGCD2(m_num1, m_num2);
	DWORD dw3 = GetTickCount();
	DWORD nGCD3 = GetGCD3(m_num1, m_num2);
	DWORD dw4 = GetTickCount();

	CString strTmp;
	strTmp.Format(_T("%d"), nGCD1);
	m_GCD.SetWindowText(strTmp);
	strTmp.Format(_T("%d"), nGCD2);
	m_GCD2.SetWindowText(strTmp);
	strTmp.Format(_T("%d"), nGCD3);
	m_GCD3.SetWindowText(strTmp);
	strTmp.Format(_T("%d"), dw2 - dw1);
	m_time1.SetWindowText(strTmp);
	strTmp.Format(_T("%d"), dw3 - dw2);
	m_time2.SetWindowText(strTmp);
	strTmp.Format(_T("%d"), dw4 - dw3);
	m_time3.SetWindowText(strTmp);
}	
// 数字都很大的时候耗时
DWORD CMFCTESTDlg::GetGCD1(DWORD m, DWORD n)
{
	for(DWORD i = n < m ? n : m; i > 0; i--)  /*按照从大到小的顺序寻找满足条件的自然数*/
	{
		if(m % i == 0 && n % i == 0)	/*输出满足条件的自然数并结束循环*/
		{
			return i;
		}
	}
}
// 数字相差很大的时候耗时
DWORD CMFCTESTDlg::GetGCD2(DWORD m, DWORD n)
{
	while(m != n)
	{
		if(m > n)
			m = m - n;
		else
			n = n - m;
	}
	return m;
}
// 这个算法好像不怎么耗时
DWORD CMFCTESTDlg::GetGCD3(DWORD m, DWORD n)
{
	return n == 0 ? m : GetGCD3(n, m % n);
}

测试截图
1.两个值相差很大
在这里插入图片描述

2.两个值都很大
在这里插入图片描述
结论:可以看到最后一种递归的算法耗时一般较少,比较推荐第三种。三种算法基本耗时也是递减的,不过可读性是增加了,第一种适合做不复杂的计算(可读性强),第三种适用于高性能的计算(综合耗时最少,时间复杂度最低)。

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