• 欧几里德算法的改进(求最大公约数Stein算法) void


    欧几里德算法

    int Gcd(int a, int b)   
    {   if(b == 0)   return a;   
    return Gcd(b, a % b);   
    }   
    //当然你也可以写成迭代形式:   
    int Gcd(int a, int b)   
    {   while(b != 0)   
       {   int r = b;   
            b = a % b;   
            a = r;   
       }   
    return a;   
    }
    

    Stein算法
    欧几里德算法是计算两个数最大公约数的传统算法,他无论从理论还是从效率上都是很好的。但是他有一个致命的缺陷,这个缺陷只有在大素数时才会显现出来。

    考虑现在的硬件平台,一般整数最多也就是64位,对于这样的整数,计算两个数之间的模是很简单的。对于字长为32位的平台,计算两个不超过32位的整数的模,只需要一个指令周期,而计算64位以下的整数模,也不过几个周期而已。但是对于更大的素数,这样的计算过程就不得不由用户来设计,为了计算两个超过64位的整数的模,用户也许不得不采用类似于多位数除法手算过程中的试商法,这个过程不但复杂,而且消耗了很多CPU时间。对于现代密码算法,要求计算128位以上的素数的情况比比皆是,设计这样的程序迫切希望能够抛弃除法和取模。

    Stein算法由J. Stein 1961年提出,这个方法也是计算两个数的最大公约数。和欧几里德算法 算法不同的是,Stein算法只有整数的移位和加减法,这对于程序设计者是一个福音。

    为了说明Stein算法的正确性,首先必须注意到以下结论:

    gcd(a,a) = a,也就是一个数和他自身的公约数是其自身
    gcd(ka,kb) = k gcd(a,b),也就是最大公约数运算和倍乘运算可以交换,特殊的,当k=2时,说明两个偶数的最大公约数必然能被2整除

    C++/java 实现
    // c++/java stein 算法
    int gcd(int a,int b){
       if(a<b)//arrange so that a>b
       {
           int temp = a;
           a = b;
           b=temp;
       }
       if(0==b)//the base case
           return a;
       if(a%2==0 && b%2 ==0)//a and b are even
           return 2*gcd(a/2,b/2);
       if ( a%2 == 0)// only a is even
           return gcd(a/2,b);
       if ( b%2==0 )// only b is even
           return gcd(a,b/2);

       return gcd((a+b)/2,(a-b)/2);// a and b are odd

    }

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/void/p/2015961.html
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