python最大公约数计算

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python最大公约数计算

2023-07-24 10:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 欧几里德算法

欧几里德算法又称辗转相除法, 用于计算两个整数a, b的最大公约数。其计算原理依赖于下面的定理:

定理: gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)

证明:

a可以表示成a = kb + r, 则r = a mod b

假设d是a, b的一个公约数, 则有 d|a, d|b, 而r = a - kb, 因此d|r。

因此,d是(b, a mod b)的公约数。

加上d是(b,a mod b)的公约数,则d|b, d|r, 但是a = kb + r,因此d也是(a, b)的公约数。

因此,(a, b) 和(a, a mod b)的公约数是一样的,其最大公约数也必然相等,得证。

欧几里德的Python语言描述为:

def gcd(a, b):

if a < b:

a, b = b, a

while b != 0:

temp = a % b

a = b

b = temp

return a

2. 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,无论是理论,还是从效率上都是很好的。但是他有一个致命的缺陷,这个缺陷只有在很大的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,计算两个数值就的模很简单的。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&#



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