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辗转相除法求最大公约数

算法描述:

      对于整数x、y,用f(x,y)表示x、y的最大公约数。一个数能整除x、y ,则该数必能整除 y、x%y;一个数能整除y、x%y,则该数必能整除x、y(结尾证明)。这样便可将      原问题转化成更小的数的最大公约数,直到其中一个为0。

         即 f(x,y) = f(y, x%y)

        例如:f(42,30) = f(30,12) = f(12,6)= f(6,0 )

算法实现

      

1 int gcd( int x,  int y )
2 {
3       return (!y)?x:gcd(x%y);
4 }
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证明:

   对于x、y,存在k、r(k、r都是整数)使x = ky + r ( 0 <= r < y)。(ps: k = x/y,   r = x - ky = x%y )

   令(x,y)表示x、y的最大公约数。则证明 (x,y)= (y,r )

   设u = (x,y) 令 x = su , y = tu

      则 r = x - ky = su - ktu = (s-kt)u  所以(y,r) = u  则有结论:x、y的公约数必定为 y、r的公约数。

    设v= (y,r) 令 y = s‘v, r = t‘v;

     则x = ks‘v + t’v = (ks‘ + t’)v;所以(x,y)= v  则有结论:y、r的公约数必定为x、y的公约数

   综上所述 x、y的公约数集合 和 y、r(即x%y) 的公约数集合相等。所以y、r的最大公约数也就是x、y的最大公约数。