【C语言】一篇博客带你弄懂最大公约数和最小公倍数

简介: 【C语言】一篇博客带你弄懂最大公约数和最小公倍数

前言

我们在C语言的学习中,经常会遇到这样一些数学题目,良好掌握这些题目有利于我们理解和学习C语言,话不多说,直接进入主题

什么是最大公约数和最小公倍数

最大公约数:

首先我们举个例子,比如12 和16,12的约数有(1,2 ,3,4,6,12),16的约数有(1,2,4,8,16)公约数就是两个数共同的约数,(1,2,4)而公约数中最大的就是最大公约数。

最小公倍数

我们同样举个例子,比如12和16,我们将163=48,124=48,这是两个数第一次有倍数相等关系,就叫48是最小公倍数

最大公约数与最小公倍数的公式

最大公约数 —— Greatest Common Divisor(GCD)

最小公倍数 —— Leatest Common Multiple(LCM)

假设a和b是我们已知的数,那么 就存在一个公式。

公式展示

a ∗ b = G C D ∗ L C M a*b=GCD*LCMab=GCDLCM

这与我们的路程公式很相似,我们可以类比记忆,路程=速度*时间

所以我们只要求出其中的一个就行,求出GCD 就可以通过公式求出LCM,

求出LCM就可以通过公式求出GCD。

求最大公约数方法

方法一:暴力穷举法

细节讲解: 我们知道最大公约数是约数中能同时整除两数,并且是最先整除的,那我们就可以一个一个试。我们可以将l两个数中小的那个赋给tmp,为什么呢?因为我们找最大公倍数时最大也不会超过a,b两个数中最小的那个

比如16 和12 ,我们肯定是从12往下找,而不是还要在16~12之间浪费时间。 我们来看看代码

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  int tmp = a > b ? b : a;
  while (1)
  {
    if (a % tmp == 0 && b % tmp == 0)
    {
      printf("最大公约数是%d", tmp);
      break;
    }
    else
    tmp--;
  }
  return 0;
}

方法二:辗转相除法

在数学中,辗转相除法,又称欧几里得算法(Euclidean algorithm),是求取最大公约数的一种算法。辗转相除法首次出现于欧几里得的《几何原本》中的第Ⅶ卷,书中的命题ⅰ和命题ⅱ所描述的就是辗转相除法,而在中国,辗转相除法最早出现在《九章算法》中。可以说这是一个非常经典的方法

我们来看流程图

解析:如果我们有a,b a = 24 b = 18 ,我们先让 24 % 18 = 6 ,

接下来我们让 18 % 6 = 0 ;刚好符合我们流程图中蓝色框框的条件,这样就能确定 6 就是最大公倍数。如果是18 % 24 呢?

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  while (1)
  {
    int c = a % b;
    if (0 == a % b)
    {
      printf("%d就是最大公约数", b);
      break;
    }
    else
    {
      a = b ; 
      b = c;
    }
  }
  return 0;
}

方法三:更相减损术

《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

流程图:

用更相减损术求98与63的最大公约数。

我们只要跟着流程图走,然后一直改变 a 和 b 的值然后直至a b 相等就行,a b 相等时的那个数就是最大公倍数,下面给出代码

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  while (1)
  {
    if (a == b)
    {
      printf("最大公倍数是%d", a);
      break; 
    }
    if (a > b)
    {
      a = a - b;
    }
    if (b > a)
    {
      b = b - a;
    }
  }
  return 0;
}

求最小公倍数的方法

方法一:公式法

a ∗ b = G C D ∗ L C M a*b=GCD*LCMab=GCDLCM

所以我们只要求出其中的一个就行,求出GCD 就可以通过公式求出LCM,

我们上面已经介绍了三种求GCD的方法,直接用公式也是可以的。

方法二:暴力穷举法

我们知道最小公倍数就是能够同时整除我们已知的两个数的数,而且我们可以从两个数中更大的开始,比如说求45和30的最小公倍数。

我们肯定是从45 往上找。

由于方法比较暴力我们就直接看代码吧!

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  int c = a > b ? a : b;
  while (1)
  {
    if (0 == c % a && 0 == c % b)
    {
      printf("最小公倍数是%d", c);
      break;
    }
    c++;
  }
  return 0;
}

方法三:叠乘法

方法讲解:

已知两个数的公倍数一定与这两个数存在倍数关系,那么求解最小公倍数我们就可以将其中一个数依次扩大1倍、2倍、3倍……直到出现第一个扩大n倍的数可以同时整除这两个数,这个数就是最小公倍数。

计算36和270的最小公倍数

我们直接给出代码

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  int i = 1;
  while (a * i % b != 0)
  {
    i++;
  }
  printf("最小公倍数是%d", a * i);
  return 0;
}

最后总结

通过这篇博客我们知道了求最大公约数和最小公倍数的许多方法,当然不止这些方法,但是我觉得这些应该够用一段时间了。我是一个博客新手,本文若是有笔误之处,请大家多多指出。最后写博客是一件很辛苦但是很有成就感的一件事情。

这篇文章到这里就结束了,如果有帮到你就请点个赞吧。我的博客是不添加水印的,大家也可以用里面的图片。最后就麻烦用你的小手点个赞吧,哈哈Thanks♪(・ω・)ノ


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