用python语言 表示 更相减损法
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发布时间：2022-04-26 18:20
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时间：2023-10-20 17:17
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：
defMaxCommDivisor(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,))
print(MaxCommDivisor(16,128))
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：
defMaxCommDivisor(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,))
print(MaxCommDivisor(16,128))
通过修改，上面程序执行结果如下;
grey@DESKTOP-3T80NPQ:/mnt/e/01_workspace/11_算法/01_TAOCP$ python max_com_divisor_gxjs.py
5
11
32
16
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。
