求最大公因数(辗转相除法&更相减损术)

辗转相除法

又名欧几里得算法 ,其原理其实是基于这个定理:\(gcd(a,b)=gcd(b,a\%b)\),详细证明,而任何数与0的最大公约数是它本身 (递归终止条件),所以可以如下递归求出两数最大公因数:

\[f(a,b)=\left\{
\begin{array}{lll}
b \qquad a\%b=0\\
f(b,a\%b)
\end{array}
\right.
\]

递归实现(C++):

int f(int a, int b){
return (b==0)?(a):f(b,a%b);
}

无需判断a,b的大小关系

更相减损术

出自《九章算术》,其依据原理:两个正整数a和b(a>b),它们的最大公约数等于a-b的差值c和较小数b的最大公约数,同理,所以可以如下递归求出两数最大公因数:

\[f(a,b)=\left\{
\begin{array}{lll}
a \qquad a=b\\
f(b,a-b)
\end{array}
\right.
\]

递归实现(C++):

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int f(int a, int b){//a>b
int r=a-b;
if(r==0) return b;
if(r>b) return f(r,b);
else return f(b,r);
}
int main(){
int a,b;
cin>>a>>b;
if(a<b)
swap(a,b);
cout<<f(a,b);
return 0;
}

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