最小公因數算法

最小公因數(Greatest Common Divisor, GCD)是數論中的一個基本概念,它指的是兩個或更多整數的最大的共同正因子。在數學中,通常使用歐幾里得算法(Euclidean algorithm)來計算兩個整數的最小公因數。

歐幾里得算法的步驟如下:

  1. 設兩個整數為 ab,其中 a > b
  2. 計算 a 除以 b 的餘數,記作 r,即 a = b * q + r,其中 q 是整數,且 0 <= r < b
  3. 如果 r 為 0,則 b 就是 ab 的最小公因數;否則,將 b 替換為 r,並重複步驟 2,直到 r 為 0 為止。

以下是一個使用歐幾里得算法求最小公因數的例子:

輸入兩個整數 a 和 b。
a = 12, b = 8

12 ÷ 8 = 1, 餘數 r = 4
將 b 替換為 r,現在 b = 4

8 ÷ 4 = 2, 餘數 r = 0
因為 r = 0,所以 b(現在是 4)就是 a 和 b 的最小公因數。

最小公因數 GCD(12, 8) = 4

歐幾里得算法不僅可以計算兩個整數的最小公因數,也可以用來計算多個整數的最小公因數。例如,要計算 abc 的最小公因數,可以先計算 GCD(a, b),然後計算 GCD(GCD(a, b), c)

在實際應用中,歐幾里得算法被廣泛用於數學、計算機科學、工程學等領域,尤其是在需要進行數字分解、質數檢測、模數運算等操作時。