欧几里德及扩展欧几里德算法总结

1.欧几里德:
应用:用于求a,b的最大公约数(最小公倍数):

递归解法:

__int64 gcd(__int64 a,__int64 b)//求解a,b的最大公约数 
{
     if(a%b==0)//b为最大公约数 
     return b;
     return gcd(b,a%b);//gcd(a,b)=gcd(b,a%b) 
} 

非递归解法:

__int64 gcd(__int64 a,__int64 b)//辗转相除法 
{
    while(a%b)
    {
        __int64 tem=a;
        a=b;
        b=tem%b;
    }   
    return b;
}

__int64 lcm(__int64 a,__int64 b)//最小公倍数 
{
return a/gcd(a,b)*b; //防止溢出 
}

2.扩展欧几里德:

应用:不仅可以求最大公约数,而且可以求解二元一次方程ax+by=c的通解(整数解),(a,b不全为0且c%gcd(a,b)=0)
注意:此函数中x,y都为全局变量,也可以写成传递指针的形式。

__int64 exgcd(__int64 a,__int64 b)//求解ax+by=gcd(a,a%b)的一对特解 
{
    if(b==0)  //如果b=0,方程有解 
    {
        x=1;
        y=0;
        return a;
    }
    __int64 r=exgcd(b,a%b);//否则,递归求解 
    __int64 tem=x;//将递归的解转换成当前方程的解 
    x=y;
    y=t-a/b*y;
    return r;//返回gcd(a,a%b)
}

上述代码是求出方程ax+by=gcd(a,b)的一对整数特解,设求出的特解为(x0,y0).

1.ax+by=gcd(a,b)的整数通解为:
x=x0+(-)b/gcd(a,b)×t,
y=y0-(+)a/gcd(a,b)×t(t为任意整数).

2.ax+by=c的一个特解:
x1=x0*c/gcd(a,b),
y1=y0*c/gcd(a,b).

3.ax+by=c的通解:
x=x1+(-)b/gcd(a,b)*t,
y=y1-(+)a/gcd(a,b)*t.(t为任意整数)

4.ax+by=c的最小正解:
由3:
x=x1+(-)b/gcd(a,b)*t;
令b1=|b/gcd(a,b)|,
则x(+min)=(x1%b1+b1)%b1;(与x1符号无关)
同理:y(+min)=(y1%a1+a1)%a1.


推理过程详细讲解:http://baike.so.com/doc/856572-905659.html
http://fantasygroup.blog.163.com/blog/static/14058422320105403748764/

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