【数学】欧几里德算法


欧几里德算法,通俗点:辗转相除法,是求两个数的 \(\gcd\) 的一种办法.

\[若 a,b 均为整数,则 \gcd(a,b)=\gcd(b,a\bmod b). \]

证明:

\(a<b\) 时,\(a\bmod b=a\),有 \(\gcd(a,b)=\gcd(b,a)\) 成立.

\(a\ge b\) 时,\(a\) 可表示为 \(a=bq+r\)(其中 \(q\) 是整数,\(r<b\)).

观察这个等式:

\(\because \gcd(a,b)\mid a, \gcd(a,b)\mid b\)

\(\therefore \gcd(a,b)\mid r\)

\(\therefore \gcd(a,b)\mid b,\gcd(a,b)\mid r\)

\(\therefore \gcd(b,r)\ge\gcd(a,b)\)

同理有 \(\gcd(b,r)\mid a\),所以 \(\gcd(a,b)\ge \gcd(b,r).\)

\(\therefore \gcd(a,b)=\gcd(b,r).\)

证毕。

体现在代码中就是可以递归求解.

边界:当 \(b=0\) 时,说明上一步的 \(b\mid a\),则上一步的 \(\gcd(a,b)=b\),即当前这一步的 \(a\).

\(\text{Code}\)

int gcd(int a, int b)
{
	if (!b)
	{
		return a;
	}
	return gcd(b, a % b);
}


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