最大公约数
定义
所谓最大公约数,即是两个正整数都可以整除的最大整数。
特性
最大公约数,是两个数共有的素因数乘积。 例如: 462 = 2*3*7*11 1071=3*3*7*17 所以,最大公约数为3*7=21
辗转相除法
辗转相除法首先出现在欧几里得的《几何原本》,在中国则可以追溯到东汉出现的《九章算术》。
其核心思想是:每次取两个数中最小的数和最大数除以最小数的余数,重复进行直到余数为0,这时两个数相等,为最大公约数。
举例如下: (200,160)-》(160,40)-》(40,0)-》40为最大公约数
图形化的描述如下图:
求一个长方形的长和宽的最大公约数,就相当于在里面填上面积最大的小正方形,不断地辗转相除,最后得到可以划分长方形的最大正方形。
最大公约数的编程求解
迭代法
代码语言:javascript复制def gcdIter(a, b):
'''
input: a, b: positive integers
output: a positive integer, the greatest common divisor of a & b.
'''
low = min(a,b)
while (low>0):
if((a%low==0) & (b%low==0)):
return low
else:
low -= 1
以上迭代法肯定能达到终止条件,但是问题规模大的时候速度会很慢。
递归法
代码语言:javascript复制def gcdRecur(a, b):
'''
input: a, b: positive integers
output: a positive integer, the greatest common divisor of a & b.
'''
if (b==0):
return a
else:
return gcdRecur(b,a%b)
对以上代码做一下简要说明: 1. 每次递归的内容是获得两个较小的数和大数除以小数的余数。分三种情况,一种是gcd(max,min)=gcd(min,max%min)正好符合情况;另一种是gcd(min,max) = gcd(max,min%max=min)正好转换到第一种情况,第三种两者相等不言。 2. 递归的终止条件是余数为0,易证:无论如何,总会达到终止条件(两个素数的极限为1)。
其他递归问题
汉诺塔
这个问题很难用迭代法解决,只能采用递归,将大问题分解为小问题。
代码语言:javascript复制def printMove(fr, to):
print('move from ' str(fr) ' to ' str(to))
def Towers(n, fr, to, spare):
if n == 1:
printMove(fr, to)
else:
Towers(n-1, fr, spare, to)
Towers(1, fr, to, spare)
Towers(n-1, spare, to, fr)
斐波那契数列
代码语言:javascript复制def fib(x):
"""assumes x an int >= 0
returns Fibonacci of x"""
assert type(x) == int and x >= 0
if x == 0 or x == 1:
return 1
else:
return fib(x-1) fib(x-2)
回文
代码语言:javascript复制def isPalindrome(s):
def toChars(s):
s = s.lower()
ans = ''
for c in s:
if c in 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz':
ans = ans c
return ans
def isPal(s):
if len(s) <= 1:
return True
else:
return s[0] == s[-1] and isPal(s[1:-1])
return isPal(toChars(s))