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在C语言中,可以使用 辗转相除法(欧几里得算法) 来求两个数的最大公约数(GCD),然后利用最大公约数来计算最小公倍数(LCM)。
最大公约数(GCD)
辗转相除法 的基本思想是:
- 用较大的数除以较小的数,得到余数。
- 将较小的数和余数作为新的两个数,重复上述步骤,直到余数为0。
- 最后的非零余数就是最大公约数。
最小公倍数(LCM)
最小公倍数可以通过以下公式计算:
代码实现
以下是完整的C语言代码,实现求两个数的最大公约数和最小公倍数:
#include <stdio.h>
// 计算最大公约数(GCD)
int gcd(int a, int b) {
while (b != 0) {
int temp = b;
b = a % b;
a = temp;
}
return a;
}
// 计算最小公倍数(LCM)
int lcm(int a, int b) {
return (a * b) / gcd(a, b);
}
int main() {
int num1, num2;
// 输入两个数
printf("请输入两个正整数: ");
scanf("%d %d", &num1, &num2);
// 计算最大公约数和最小公倍数
int gcd_result = gcd(num1, num2);
int lcm_result = lcm(num1, num2);
// 输出结果
printf("最大公约数(GCD): %d\n", gcd_result);
printf("最小公倍数(LCM): %d\n", lcm_result);
return 0;
}
代码说明
- gcd() 函数:
使用辗转相除法计算两个数的最大公约数。
通过循环不断更新两个数的值,直到余数为0。
- lcm() 函数:
利用公式
计算最小公倍数。
调用 gcd() 函数获取最大公约数。
- 主函数 main():
输入两个正整数。
调用 gcd() 和 lcm() 函数计算结果,并输出。
示例运行
输入:
请输入两个正整数: 12 18
输出:
最大公约数(GCD): 6
最小公倍数(LCM): 36
输入:
请输入两个正整数: 21 56
输出:
最大公约数(GCD): 7
最小公倍数(LCM): 168
注意事项
- 输入验证:
在实际应用中,需要对输入的数进行验证,确保其为正整数。
- 负数处理:
如果输入的数为负数,可以取其绝对值进行计算。
- 性能:
辗转相除法的时间复杂度为 O(log(min(a,b)),性能非常高。
扩展功能
如果需要支持多个数的最大公约数和最小公倍数,可以扩展代码。例如:
计算多个数的最大公约数
int gcd_multiple(int arr[], int n) {
int result = arr[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
result = gcd(result, arr[i]);
}
return result;
}
例如计算多个数的最小公倍数
int lcm_multiple(int arr[], int n) {
int result = arr[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
result = lcm(result, arr[i]);
}
return result;
}
示例调用
int numbers[] = {12, 18, 24};
int n = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
int gcd_result = gcd_multiple(numbers, n);
int lcm_result = lcm_multiple(numbers, n);
printf("多个数的最大公约数(GCD): %d\n", gcd_result);
printf("多个数的最小公倍数(LCM): %d\n", lcm_result);
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