欧几里德算法

欧几里德算法,第1张

欧几里德算法如下:

欧几里德算法又称辗转相除法,用于计算两个正整数a,b的最大公约数。这是数论和代数学中的重要方法。从整数的除法可知:对任给二整数a,b0,必有二整数q及r存在,使得a=qb+r,0≤rb,并且q及r是唯一存在的,这是数论的一条基本定理。

整数的一系列重要性质都可以由此得到,如果反复利用这一基本定理,就可以得到因为每进行一次除法,余数就至少减一,而b是有限的正整数,所以最多进行b次,总可以得到一个余数是零的等式,即rn+1=0。上面的方法叫做欧几里德算法。

定理:gcd(a,b)=gcd(b,amodb),证明:a可以表示成a=kb+r,则r=amodb,假设d是a,b的一个公约数,则有da,db,而r=a-kb,因此dr,因此d是(缺帆b,amodb)的公约数,假设d是(b,amodb)的公约数,则db,dr,但是a=kb+r,因此d也是(a,b)的公约数。胡扮孝

欧几里德算法的Stein版:

欧几里德算法是计算两个数最大公约数的传统算法,他无论从理论还是从效率上都是很好的。但是他有一个致命的缺陷,这个缺陷只有在大素数时才会显现出来。考虑现在的硬件平台,一般整数最多也就是64位,对于这样的整数,计算两个数之间的模是很简单的。

对于字长为32位的平台,计算两个不超过32位的整数的模,只需要一个指令周期,而计算64位以下的整数模,也不过几个周期而已。但是对于更大的素数,这样的计算过程就不得不由用户来设计,为了计算两个超过64位的整数的模。

用户也许不得不采用类似于多位数除法手算过程中的试商法,这个过程不但复杂,而且消耗了很多CPU时间。对于现代密码算法,要求计算128位以上的素数裤稿的情况比比皆是,设计这样的程序迫切希望能够抛弃除法和取模。

欧几里得算法又称辗转相除法,是指用于计算两个非负整数a,b的最大公约数。应用领域有数学和计算机两巧茄个方面。计算公式gcd(a,b) = gcd(b,a mod b)。

辗转相除法的算法步骤为,两个数中用较大数除以较小数,再用出现的余数除除数。

再用出现的余数(第二余数)去除第一余数,如此反复,直到最后余数是0为止。

辗转相除法是利用以下性质来确定两个正整数a和b的最大公因子的:

1、若r是a ÷ b的余数,且r不为0,则gcd(a,b) = gcd(b,r)。

⒉、a和其倍数之最大公因子为a。

另一种写法是:

⒈、令r为a/b所得余数(0≤r),孝斗察销空若r= 0,算法结束;b即为答案。

⒉、互换:置a←b,b←r,并返回第一步。


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