【數學】歐幾里德算法


歐幾里德算法,通俗點:輾轉相除法,是求兩個數的 \(\gcd\) 的一種辦法.

\[若 a,b 均為整數,則 \gcd(a,b)=\gcd(b,a\bmod b). \]

證明:

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

\(a\ge b\) 時,\(a\) 可表示為 \(a=bq+r\)(其中 \(q\) 是整數,\(r<b\)).

觀察這個等式:

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

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

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

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

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

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

證畢。

體現在代碼中就是可以遞歸求解.

邊界:當 \(b=0\) 時,說明上一步的 \(b\mid a\),則上一步的 \(\gcd(a,b)=b\),即當前這一步的 \(a\).

\(\text{Code}\)

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


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