集合角度理解欧几里得算法, 很直观
r=a mod b
d是a,b的任意一个公因数,d也是b,r的任意公因数。也就是a,b的任意一个公因数也必然是b,r的任意一个公因数,a,b的公因数集等于b,r的公因数集。那么这两个集合里的最大值肯定也是相等的。
举个例子来说,我们求gcd(12,18)
12,18的公因数有:1,2,3,6。
由算法gcd(a,b)=gcd(b,a%b)有gcd(12,18)=gcd(18,12%18)=gcd(18,12)
18,12的公因数有:1,2,3,6。
接着往下算,gcd(18,12)=gcd(12,18%12)=gcd(12,6)
12,6的公因数有:1,2,3,6。
再往下,gcd(12,6)=gcd(6,12%6)=gcd(6,0)
0,6的公因数有:1,2,3,6。
最后,就由gcd(0,n)=n得gcd(0,6)=6
你看,第1,3,5,7他们的公因数集都是相等的,自然的,集合里的最大值也是相等的。
证明如果a=bq+r,那么d是a和b的公因数,当且仅当d是b和r的公因数。
1)设d是a和b的公因数,则d|a且d|b,于是d|(a−bq)。也就是说d|r,因为r=a−bq –> d是b,r的公因数。
这里解释一下d|(a-bq):因为d|a,d|b,所以有a=dx,b=dy;把d代入a-bq有dx-dyq=d(x-yq).所以d|(a-bq)
2)设d是b和r的公因数,则d|r且d|b。于是,d|(bq+r).所以d|a –> 所以d是a,b的公因数。
综上,a,b的所有公因数和b,r的所有公因数是一样的。那么,d是a,b的最大公因数,当且仅当d是b和r的最大公因数。
最后,就由gcd(0,c) = c, 得出最大公约数c