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Python基于更相减损术实现求解最大公约数的方法

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[开发(python) 所属分类 开发(python) | 发布者 店小二05 | 时间 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

本文实例讲述了python基于更相减损术实现求解最大公约数的方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

先从网上摘录一段算法的描述如下:

更相减损法:也叫 更相减损术,是出自《 九章算术》的一种求最大公约数的算法,它原本是为 约分而设计的,但它适用于任何需要求最大公约数的场合。

《九章算术》是中国古代的数学专著,其中的“更相减损术”可以用来求两个数的最大公约数,即“可半者半之,不可半者,副置分母、子之数,以少减多,更相减损,求其等也。以等数约之。”

翻译成现代语言如下:

第一步:任意给定两个正整数;判断它们是否都是偶数。若是,则用2约简;若不是则执行第二步。

第二步:以较大的数减较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数。继续这个操作,直到所得的减数和差相等为止。

看完上面的描述,我的第一反应是这个描述是不是有问题?从普适性来说的话,应该是有问题的。举例来说,如果我求解4和4的最大公约数,可半者半之之后,结果肯定错了!后面的算法也不能够进行!

不管怎么说,先实现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))

运行结果:

Python基于更相减损术实现求解最大公约数的方法

不用说,上面程序执行错误百出。那么该如何更正呢?

首先,除的2最终都应该再算回去!这样,程序修改如下:

def MaxCommDivisor(m,n):
com_factor = 1
if m == n:
return n
else:
# process for even number
while m % 2 == 0 and n % 2 == 0:
m = int(m / 2)
n = int(n / 2)
com_factor *= 2
if m < n:
m,n = n,m
diff = m - n
while n != diff:
m = diff
if m < n:
m,n = n,m
diff = m - n
return n * com_factor
print(MaxCommDivisor(55,120))
print(MaxCommDivisor(55,77))
print(MaxCommDivisor(32,64))
print(MaxCommDivisor(16,128))

通过修改,上面程序执行结果如下

Python基于更相减损术实现求解最大公约数的方法

虽说这段程序写出来看着有点怪怪的,但是总体的算法还是实现了。与辗转相除等算法相比,这个在循环的层级上有一定的概率会减小。特别是最后的两组测试数字对儿,这种情况下的效果要好一些。但是,总体上的算法的效率,现在我还不能够给个准确的衡量。

PS:这里再为大家推荐几款计算工具供大家进一步参考借鉴:

在线一元函数(方程)求解计算工具:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/equ_jisuanqi
科学计算器在线使用_高级计算器在线计算:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsqkexue
在线计算器_标准计算器:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsq

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Python数学运算技巧总结》、《Python数据结构与算法教程》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》、《Python入门与进阶经典教程》及《Python文件与目录操作技巧汇总》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。


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主题: 算法Python大公数据结构数据
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