gcd和lcm(最大公约数,最小公倍数)

发布时间:2023-09-20 16:30

gcd(greatest common divisor)为最大公约数,lcm(least common multiple)为最小公倍数。
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gcd算法

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gcd算法,运用的是欧几里得算法,也就是辗转相除法,具体原理是:
1.有两个数a和b,我们把较大的数传给maxn,较小的数传给minx
2.用maxn对minx进行取余运算,如果余数为0,那么a,b的最大公约数为a,
3.若余数不为0,a,b的最大公约数为minx和余数的最大公约数,我们在循环到第一步进行计算
代码展示

int gcd (int a,int b) { //b为较大的那个数,即maxn
	while(b%a != 0&&a) {
		int ans  = b%a;
		b = a;
		a = ans;
	}
	return a ;
}

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lcm算法

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求两个数的最小公倍数,我们利用gcd算法求出两数最大公约数,两个数相乘然后除最大公约数即为最小公倍数,代码如下:

int lcm (int a,int b) {
	return a*b/gcd(a,b);
}

拓展:gcd求最大公约数不仅可以用辗转相除法,还可以用更相减损术,暴力枚举,
更相减损术原理:两个正整数a和b(a>b),它们的最大公约数等于 a-b 的减值c和较小数b的最大公约数。

//更相减损术
int gcd(int a,int b) {
	while (a != b) {
    	if (a > b) 
      		a -= b;
      	else 
      		b -= a;
  	}
  return a;
}

比较:
暴力枚举时间复杂度:O(min(a,b));
辗转相除法时间复杂度:O(log(max(a,b)))
更相减损术时间复杂度:O(max(a,b))
相比之下辗转相除法更稳定于O(log(N)),从一般角度看,两者本质上没有区别,但是当遇到两个数相差较大时,我们就需要用更多的减法才可以来完成操作,但是很明显,除法更加快捷。
但辗转相除法的取模运算性能较差
所以在实际的编码过程中还是靠自己判断要用哪种方式,但是一般情况下辗转相除法可以满足大部分的题目

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