最大公约数

gcd(a,b)表示非负整数a,b的最大公因数，那么：gcd(a,b)=gcd(b,a%b)或者gcd(a,0)=gcd(0,a)=a。

设有两个数num1和num2，假设num1比较大。令余数r = num1 % num2。

当r == 0时，即num1可以被num2整除，显然num2就是这两个数的最大公约数。

当r != 0时，令num1 = num2（除数变被除数），num2 = r（余数变除数），再做 r = num1 % num2。递归，直到r == 0。
  int gcd(int a,int b)
　　{
　　if(a==0)
　　return b;
　　if(b==0)
　　return a;
　　return gcd(b,a%b);
　　}

早在公元前300年左右，欧几里得就在他的著作《几何原本》中给出了高效的解法——辗转相除法。辗转相除法使用到的原理很聪明也很简单，假设用f（x, y）表示x，y的最大公约数，取k = x/y，b = x%y，则x = ky + b，如果一个数能够同时整除x和y，则必能同时整除b和y；而能够同时整除b和y的数也

  欧几里得

必能同时整除x和y，即x和y的公约数与b和y的公约数是相同的，其最大公约数也是相同的，则有f（x, y）= f（y, x % y）（y > 0），如此便可把原问题转化为求两个更小数的最大公约数，直到其中一个数为0，剩下的另外一个数就是两者最大的公约数。

 

特点及意义

 

最大公约数指某几个整数共有因子中最大的一个。

GCD即Greatest Common Divisor.

例如，12和30的公约数有：1、2、3、6，其中6就是12和30的最大公约数。

两个整数的最大公约数主要有两种寻找方法：

* 两数各分解质因子，然后取出同样有的项乘起来

* 辗转相除法（扩展版）

和最小公倍数（lcm）的关系：gcd(a, b)×lcm(a, b) = ab

两个整数的最大公因子可用于计算两数的最小公倍数，或分数化简成最简分数。

两个整数的最大公因子和最小公倍数中存在分配律：

* gcd(a, lcm(b, c)) = lcm(gcd(a, b), gcd(a, c))

* lcm(a, gcd(b, c)) = gcd(lcm(a, b), lcm(a, c))

在坐标里，将点(0, 0)和(a, b)连起来，通过整数坐标的点的数目（除了(0, 0)一点之外）就是gcd(a, b)。

gcd递归定理及证明

gcd递归定理是指gcd(a,b)=gcd(b,a%b),其中%表示取余数。

证明如下：

我们只需证明gcd(a,b)和gcd(b,a%b)可以互相整除即可。

对于gcd(a,b)，它是a和b的线性组合中的最小正元素，gcd(b,a%b) 是b与a%b的一个线性组合，而a%b是a与b的一个线性组合，因而gcd(b,a%b)是一个a与b的线性组合，因为a,b都能被gcd(a,b)整除，因而任何一个a与b的线性组合都能被gcd(a,b)整除，所以gcd(b,a%b)能被gcd(a,b)整除。反之亦然。