【十分钟学会一个算法】辗转相除法

文章目录

  • 题目
  • 解析
    • 辗转相除法
      • 图示
  • 代码
  • 总结

题目

给你两个正整数 a 和 b ,返回 a 和 b 的 公因子的数目。
如果 x 可以同时整除 a 和 b ,则认为 x 是 a 和 b 的一个公因子

解析

这题本身显然是很简单的,只不过这里面有一个很古老的知识点,正好一起回忆一下,这就是辗转相除法

辗转相除法

辗转相除法用于求两个数的最大公因子。形式化讲,辗转相除法的运行过程如下:

  1. 确定两个正整数 a 和 b,其中 a 是大于 b 的。
  2. 计算 a 除以 b 的余数 r。
  3. 如果 r=0,则 b 就是 a 和 b 的最大公约数,算法结束。
  4. 否则,将 b 赋值给 a,将 r 赋值给 b,并回到第二步。

这一套看完,用肯定是会用了,毕竟一步一步来就可以了,代码也很好写。但为啥这样就能求出最大公约数呢?我们用图来解释一下。

图示

  1. 我们设要求的两个数分别为15和25【十分钟学会一个算法】辗转相除法_第1张图片

  2. 用25除以15,余下10,我们可以看做就好像从25的方块中挖出一个10来【十分钟学会一个算法】辗转相除法_第2张图片

  3. 用15除以10,余下5,就好像15中挖出5(这里开始我们不用数字来表示方块,简略的表示他们的大小关系)【十分钟学会一个算法】辗转相除法_第3张图片

  4. 10除以5,我们发现余数为0,则25和5的最大公约数就是5
    【十分钟学会一个算法】辗转相除法_第4张图片

在这个过程中,我们实际上挖掉的是余数,而余数/余数=1,然后我们再用剩下的那一块/余数,相当于每次试图从被除数中挖出尽量多个余数。当余数为0时,我们认定上一轮的余数5可以将当前还没被挖的那一部分挖尽,所以被除数和除数都能整除这个余数,所以辗转相除法成立。

这道题中涉及到的比较重要的知识点大概就这一个,搞明白这一点,这道题也就没什么难的了。
最后,浅浅贴一下官方的代码:

代码

class Solution {
public:
    int commonFactors(int a, int b) {
        int c = gcd(a, b), ans = 0;//辗转相除法的函数gcd
        for (int x = 1; x * x <= c; ++x) {
            if (c % x == 0) {
                ++ans;
                if (x * x != c) {
                    ++ans;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

总结

一道水题,可能是官方在清明节网开一面,想让大家休息休息吧。但辗转相除法还是比较重要的,有的时候可以有效优化时间复杂度。

我是霜_哀,在算法之路上努力前行的一位萌新,感谢你的阅读!如果觉得好的话,可以关注一下,我会在将来带来更多更全面的算法讲解!

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