算法篇——入门级算法

从今天开始,复习各种算法,每天都会去理解一种算法,争取贴出自己对每种算法的理解,今天介绍的是最基础的入门算法,最大公约数,最小公倍数,快速幂(后面会重点介绍),简单并查集(后面会重点介绍),还有排列组合(后面会重点介绍)的算法。
最大公约数和最小公倍数的算法原理

  1. 最大公约数gcd的实现原理:
    欧几里德定理
    若 a=b×r+q 则gcd(a, b) = gcd(b, q).
    欧几里德定理的证明
    a = b × r + q
    设c = gcd(a, b), a = m×c, b= n×c
    q = a - b× r = (m - n × r)×c
    下面证明 m-n×r与n互质:
    假设不互质,则存在k使得 m-n×r = x×k, n = y×k.
    则:
    a = m×c = (n×r + x×k)×c = (y×r + x×k)×c×k
    b = n×c = y×c×k
    与 c=gcd(a, b) 矛盾。
    辗转相除法的算法实现
    a = b × r_1 + q_1
    if q_1 = 0
    then return b
    else
    b = q_1 × r_2 + q_2
    if q_2 = 0
    then return q_1
    else
    ……
    直到找到GCD为止。
  2. 最小公倍数的实现原理
    【算法篇——入门级算法】lcm=a*b/gcd (公式)
代码实现
#include #include #include #include using namespace std; #define N 1009 #define inf 0x0f0f0f0f //最大公约数 int gcd(int a,int b){ if(b==0) return a; else return gcd(b,a%b); } //最小公倍数 int lcm(int a,int b){ return a/gcd(a,b)*b; } //快速幂 int Fast(int x,int n){ int tem = x,ans = 1; while(n){ if(n%2==1) ans*=tem; tem *= tem; n >>= 1; } return ans; } //简单并查集 int f[N]; int ans; void init(int n){ for(int i = 1; i<=n; i++) f[i] = i; ans = 0; } int find(int x){ if(f[x]==x) return x; else return f[x] = find(f[x]); } void Union(int a,int b){ int f1 = find(a); int f2 = find(b); if(f1!=f2){ f[f1] = f2; ans++; } } //计算排列组合 int c[N][N]; void Com(){ memset(c,0,sizeof(c)); for(int i = 1; i

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