• 170723_一个简洁的求最大公约数算法-欧几里得算法(辗转相除法)


     1 import java.util.Scanner;
     2 
     3 public class ZuiDaGongYueShuClass {
     4 
     5     public static void main(String[] args) {
     6         Scanner in = new Scanner(System.in);
     7         int a = in.nextInt();
     8         int b = in.nextInt();
     9         while (b != 0) {
    10             int r = a % b;
    11             a = b;
    12             b = r;
    13         }
    14         System.out.println(a);
    15         in.close();
    16     }
    17 }
    //代码来自MOOC中国 翁恺 零基础学习Java

    此处的核心算法在于:

    1 while (b != 0) {
    2     int r = a % b;
    3     a = b;
    4     b = r;
    5 }

    在此例中,原本的a、b中分别存放用户输入的两个整数,经过此循环的计算,a中将存放最终结果即最大公约数。

     证明方法如下:(来自百度百科)

    证法一
    a可以表示成a = kb + r(a,b,k,r皆为正整数,且r<b),则r = a mod b
    假设d是a,b的一个公约数,记作d|a,d|b,即a和b都可以被d整除。
    而r = a - kb,两边同时除以d,r/d=a/d-kb/d=m,由等式右边可知m为整数,因此d|r
    因此d也是b,a mod b的公约数
    假设d是b,a mod b的公约数, 则d|b,d|(a-k*b),k是一个整数,
    进而d|a.因此d也是a,b的公约数
    因此(a,b)和(b,a mod b)的公约数是一样的,其最大公约数也必然相等,得证。


    证法二

    第一步:令c=gcd(a,b),则设a=mc,b=nc
    第二步:可知r =a-kb=mc-knc=(m-kn)c
    第三步:根据第二步结果可知c也是r的因数
    第四步:可以断定m-kn与n互素【否则,可设m-kn=xd,n=yd,(d>1),则m=kn+xd=kyd+xd=(ky+x)d,则a=mc=(ky+x)dc,b=nc=ycd,故a与b最大公约数≥cd,而非c,与前面结论矛盾】
    从而可知gcd(b,r)=c,继而gcd(a,b)=gcd(b,r),得证

     
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ram314/p/7225233.html
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