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Python基于更相減損術(shù)實(shí)現(xiàn)求解最大公約數(shù)的方法
2018-04-18
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Python基于更相減損術(shù)實(shí)現(xiàn)求解最大公約數(shù)的方法

第一步:任意給定兩個(gè)正整數(shù);判斷它們是否都是偶數(shù)。若是,則用2約簡(jiǎn);若不是則執(zhí)行第二步。
第二步:以較大的數(shù)減較小的數(shù),接著把所得的差與較小的數(shù)比較,并以大數(shù)減小數(shù)。繼續(xù)這個(gè)操作,直到所得的減數(shù)和差相等為止。
看完上面的描述,我的第一反應(yīng)是這個(gè)描述是不是有問題?從普適性來說的話,應(yīng)該是有問題的。舉例來說,如果我求解4和4的最大公約數(shù),可半者半之之后,結(jié)果肯定錯(cuò)了!后面的算法也不能夠進(jìn)行!
不管怎么說,先實(shí)現(xiàn)一下上面的算法描述:    
# -*- coding:utf-8 -*-
#! python2
def MaxCommDivisor(m,n):
  # even process
  while m % 2 == 0 and n % 2 == 0:
    m = m / 2
    n = n / 2
  # exchange order when needed
  if m < n:
    m,n = n,m
  # calculate the max comm divisor
  while m - n != n:
    diff = m - n
    if diff > n:
      m = diff
    else:
      m = n
      n = diff
  return n
print(MaxCommDivisor(55,120))
print(MaxCommDivisor(55,77))
print(MaxCommDivisor(32,64))
print(MaxCommDivisor(16,128))

運(yùn)行結(jié)果:


不用說,上面程序執(zhí)行錯(cuò)誤百出。那么該如何更正呢?

首先,除的2最終都應(yīng)該再算回去!這樣,程序修改如下:

defMaxCommDivisor(m,n):
  com_factor=1
  ifm==n:
    returnn
  else:
    # process for even number
    whilem%2==0andn%2==0:
      m=int(m/2)
      n=int(n/2)
      com_factor*=2
    ifm < n:
      m,n=n,m
    diff=m-n
    whilen !=diff:
      m=diff
      ifm < n:
        m,n=n,m
      diff=m-n
    returnn*com_factor
print(MaxCommDivisor(55,120))
print(MaxCommDivisor(55,77))
print(MaxCommDivisor(32,64))
print(MaxCommDivisor(16,128))

通過修改,上面程序執(zhí)行結(jié)果如下

雖說這段程序?qū)懗鰜砜粗悬c(diǎn)怪怪的,但是總體的算法還是實(shí)現(xiàn)了。與輾轉(zhuǎn)相除等算法相比,這個(gè)在循環(huán)的層級(jí)上有一定的概率會(huì)減小。特別是最后的兩組測(cè)試數(shù)字對(duì)兒,這種情況下的效果要好一些。但是,總體上的算法的效率,現(xiàn)在我還不能夠給個(gè)準(zhǔn)確的衡量。



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