歐幾里得算法 歐幾里德算法原理原理是什么呀不太明白?
歐幾里德算法原理原理是什么呀不太明白?歐幾里德算法歐幾里德算法又稱旋轉(zhuǎn)除法,用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)a和B的最大公約數(shù),其計(jì)算原理取決于以下定理:定理:GCD(a,B)=GCD(B,amodb)證明:a可以表
歐幾里德算法原理原理是什么呀不太明白?
歐幾里德算法歐幾里德算法又稱旋轉(zhuǎn)除法,用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)a和B的最大公約數(shù),其計(jì)算原理取決于以下定理:定理:GCD(a,B)=GCD(B,amodb)證明:a可以表示為a=KB R,那么R=amodb假設(shè)D是a,B的公約數(shù),那么d | a,d | B,R=a-kb,那么d | R,那么d是(B,amodb)的公約數(shù),假設(shè)d是(B,amodb)的公約數(shù),那么d | B,d | R,但是a=kb,所以d也是(a,B)的公約數(shù)。因此,(a,b)和(b,amodb)的公約數(shù)是相同的,它們的最大公約數(shù)必須是相同的。證明了這句話可以理解數(shù)學(xué)對于計(jì)算機(jī)算法編程的重要性。我將主要從以下兩個(gè)方面來解釋為什么它如此重要
數(shù)學(xué)和算法編程需要很強(qiáng)的邏輯思維能力。程序代碼的邏輯結(jié)構(gòu)、連接方式和處理方式需要較強(qiáng)的邏輯思維能力。如果你學(xué)好數(shù)學(xué),有很強(qiáng)的邏輯思維能力,你通常會(huì)對算法編程有更深的理解。
這應(yīng)該是為什么數(shù)學(xué)和算法編程更相關(guān)的一個(gè)重要原因。無論是計(jì)算機(jī)的底層還是底層,數(shù)學(xué)知識(shí)都處處體現(xiàn)。例如,計(jì)算機(jī)底層的二進(jìn)制、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的梯度求導(dǎo)、SVD分解、張量分解、PCA特征值、優(yōu)化問題、密碼學(xué)的大數(shù)分解、概率圖模型等都與數(shù)學(xué)有著密切的關(guān)系。我舉兩個(gè)例子來實(shí)現(xiàn)
代碼實(shí)現(xiàn)如下
代碼比(float)(1.0/sqrt(x))快4倍,計(jì)算性能有了質(zhì)的飛躍。為此,專門有一篇論文《快速平方根逆》來解釋這段代碼的數(shù)學(xué)原理。感興趣的同學(xué)可以找這篇文章學(xué)習(xí)。
如果不直接使用數(shù)學(xué)知識(shí)和搜索,時(shí)間復(fù)雜度為O(n),效率較低,很難按照目前的計(jì)算機(jī)水平進(jìn)行計(jì)算。如果我們知道Brahmagupta–Fibonacci恒等式、Pollard-Rho分解法、二次同余方程的解、歐氏除法等數(shù)學(xué)知識(shí),那么求解這個(gè)問題的時(shí)間復(fù)雜度就大大降低,結(jié)果保證在0.2秒之內(nèi)。
如果工作是算法崗位,數(shù)學(xué)更重要,因?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、NLP等方向的基本原理基本上都離不開數(shù)學(xué)。
計(jì)算機(jī)編程算法和數(shù)學(xué)有什么關(guān)系?
擴(kuò)展歐幾里德算法用于求解已知a,B中的一組X,y,使其滿足bezu方程:ax by=GCD(a,B)=D(根據(jù)數(shù)論中的相關(guān)定理,解必須存在)。擴(kuò)展歐幾里德常被用來求解模線性方程組。下面是一個(gè)使用C的實(shí)現(xiàn):intexgcd(int a,int b,int&x,int&y){if(b==0){x=1y=0 return a}intr=exgcd(b,a%b,x,y)intt=XX=YY=T-a/b*y return r}將這個(gè)實(shí)現(xiàn)與GCD的遞歸實(shí)現(xiàn)進(jìn)行比較,我們發(fā)現(xiàn)下面有更多的x,y值進(jìn)程,這是擴(kuò)展歐氏算法的本質(zhì)。