求最大公约数的Euclid算法需要用到大量的取模运算,这在大多数计算机上是一项复杂的工作,相比之下减法运算、测试数的奇偶性、折半运算的执行速度都要更快些。
二进制最大公约数算法避免了Euclid算法的取余数过程。
二进制最大公约数基于下述事实:
- 若a、b都是偶数,则gcd(a,b)=2*gcd(a/2,b/2)
- 若a是奇数、b是偶数,则gcd(a,b)=gcd(a/2,b/2)
- 若a、b都是奇数,则gcd(a,b)=gcd((a-b)/2,b)
因此可写出二进制最大公约数算法如下(C语言版):
int gcd(int a,int b){ int c=1; while(a-b){ if(a&1){ if(b&1){ if(a>b)a=(a-b)>>1;else b=(b-a)>>1; } else b>>=1; } else{ if(b&1)a>>=1;else c<<=1,a>>=1,b>>=1; } } return c*a; }
或者
int gcd(int u,int v){ int k=1,t; while(~u&1 && ~v&1)k<<=1,u>>=1,v>>=1; t=(u&1)?-v:u>>1; do{ while(~t&1)t>>=1; if(t>0)u=t;else v=-t; }while(t=u-v); return u*k; }