算法效率
只有移位和加减操作,抛弃了欧几里得算法的取模,大数据中效率很高(听说)
算法思想
为了说明Stein算法的正确性,首先必须注意到以下结论:
gcd(a,a)=a,也就是一个数和其自身的公约数仍是其自身。
gcd(ka,kb)=k gcd(a,b),也就是最大公约数运算和倍乘运算可以交换。特殊地,当k=2时,说明两个偶数的最大公约数必然能被2整除。
当k与b互为质数,gcd(ka,b)=gcd(a,b),也就是约掉两个数中只有其中一个含有的因子不影响
最大公约数。特殊地,当k=2时,说明计算一个偶数和一个奇数的
最大公约数时,可以先将偶数除以2。
算法步骤
1、如果An=Bn,那么An(或Bn)*Cn是最大公约数,算法结束
2、如果An=0,Bn是最大公约数,算法结束
3、如果Bn=0,An是最大公约数,算法结束
4、设置A1=A、B1=B和C1=1
5、如果An和Bn都是偶数,则An+1=An/2,Bn+1=Bn/2,Cn+1=Cn*2(注意,乘2只要把整数左移一位即可,除2只要把整数右移一位即可)
6、如果An是偶数,Bn不是偶数,则An+1=An/2,Bn+1=Bn,Cn+1=Cn(很显然啦,2不是奇数的约数)
7、如果Bn是偶数,An不是偶数,则Bn+1=Bn/2,An+1=An,Cn+1=Cn(很显然啦,2不是奇数的约数)
8、如果An和Bn都不是偶数,则An+1=|An-Bn|/2,Bn+1=min(An,Bn),Cn+1=Cn
9、n加1,转1
算法实现(C++)
int gcd(int a, int b)
{
if (a=b
if (b==0) return a;
if ((a&0x1)==0 && (b&0x1)==0) // a,b均为偶数(避免使用除法和取模运算)
return 2*gcd(a>>1, b>>1);
if ((a&0x1)==0 && (b&0x1)!=0) // a为偶数,b为奇数
return gcd(a>>1, b);
if ((a&0x1)!=0 && (b&0x1)==0) // a为奇数,b为偶数
return gcd(a, b>>1);
if ((a&0x1)!=0 && (b&0x1)!=0) // a,b均为奇数
return gcd((a-b)>>1, b);
}
/*0x1 是十六进制的1
参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。
运算规则:0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0*/