求最大公约数及最小公倍数的方法

目录

一、暴力循环

1.求最大公约数

2、求最小公倍数

(重点)二、辗转相除法

三、两数相减法

四、求最小公倍数

总结:方法多样,其中最推荐使用辗转相除法求出最大公约数,速度最快,再利用最大公约数求最小公倍数,这是最优方法


(注:本文各种方法的实现均使用函数)

一、暴力循环

1.求最大公约数

先上代码

int solution(int a, int b)
{
	int c = min(a, b);
	for (int i = c; i >= 1; i--)
	{
		if (a % i == 0 && b % i == 0)
			return i;
	}
	return 0;
}

解析:其中min函数是用户自定义函数,从a,b中较小的一个开始遍历,每循环一次i减一,直到a和b都能整除i时函数返回i,即最大公约数。道理很简单,但是时间复杂度O(n),a和b很大时做很多oj会TLE掉

2、求最小公倍数

int solution2(int a, int b)
{
	int c = max(a, b);
	while (c % a || c % b)
		c++;
	return c;
}

道理相似,例如a和b是两个大质数,循环次数过多,非常容易TLE,不推荐使用,跟前面类似,不再赘述

(重点)二、辗转相除法

这是一种求最大公约数的方法,老规矩,先上代码

int solution3(int a, int b)
{
	int c = 0;
	while (a % b)
	{
		c = a % b;
		a = b;
		b = c;
	}
	return b;
}

解析:这其实是一种数学方法,如果a不等于b,那么让a等于b,b等于a模b(a除b的余数)

例如:a=18,b=15 

循环一次a=15,b=18%15=3

此时a%b=0,函数返回b,3刚好是18和15的最大公约数

事实上,这种方法是不用管a和b的大小的 让a=15,b=18

循环一次 a=18,b=15%18=15  显然只是交换了a和b的值,回到了上面的那种情况

三、两数相减法

int solution3(int a, int b)
{
	int c = 0;
	while (a % b)
	{
		c = a % b;
		a = b;
		b = c;
	}
	return b;
}

解析:同样的,这也是一种数学方法,简单来说,就是用大数减去小数直到两个数相等

例如:a=18,b=15

循环一次a=3,b=15

循环两次a=3,b=12

,,,,,,,,,,,,

直到a=b=3,函数返回a或者b均可,时间上不如辗转相除法

四、求最小公倍数

1、先按上述方法求出最大公约数,在按照最小公倍数=两数之积/最大公约数求出最小公倍数

2、倍增法

int solution5(int a, int b)
{
	int c = max(a, b);
	int d = min(a, b);
	int i = 1;
	while (c * i % d)
	{
		i++;
	}
	return c *= i;
}

解析:选取两个数较大的数(选取较小的也行,但是循环次数增多,当数据较大时不推荐)进行倍增,当倍增后能整除较小的数时函数返回倍增后的数。

总结:方法多样,其中最推荐使用辗转相除法求出最大公约数,速度最快,再利用最大公约数求最小公倍数,这是最优方法

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