求最大公约数的两种算法案例

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  求最大公约数有两种经典算法,即辗转相除法与更相减损术。
  一、辗转相除法
  辗转相除法最早出现于公元300年的古-希腊作家欧几里得的《几何原本》中,也被称为欧几里得算法,其主要作用是求两个正整数的最大公约数。
  辗转相除法的算理:对于给定的整数。和6,若a≥b,则a=qb+r,此时(a,b)=(b,r)。我们把整数a,b的最大公约数用记号(a,b)来表示,即a和b的最大公约数与b和r(r为a除以b的余數)的最大公约数是相等的。
  用辗转相除法求两个正整数m,n(m>n)的最大公约数的步骤:
  第1步,给定两个正整数m,n。
  第2步,计算m除以n所得余数r。
  第3步,m=n,n=r。
  第4步,若r=0,则m,n的最大公约数等于m;否则返回第2步。
  辗转相除法求最大公约数的程序框图如图1所示。
  二、更相减损术
  更相减损术是《九章算术》里的一种求两个正整数最大公约数的算法。
  更相减损术求最大公约数的步骤:
  第1步,任意给定两个正整数,判断它们是否都是偶数,若是偶数,用2约简;若不是偶数,执行第2步。
  第2步,以较大的数减去较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数。继续这个操作,直到所得的数相等为止,则这个数(等数)或这个数与约简的数的乘积就是所求的最大公约数。
  更相减损术求最大公约数的程序框图如图2所示,其中m,n为正整数,且m,n都不是偶数。
  如果m,n均为偶数,则先用2约简,直到不能同时用2约简为止,然后把约简所得的结果以较大的数减去较小的数进行辗转相减,得到“等数”。“等数”与约简的数的乘积就是所求的最大公约数。
  (责任编辑 郭正华)
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