Эта публикация цитируется в
1 статье
О расширенном алгоритме Джебелеана–Вебера–Седжелмаси вычисления наибольшего общего делителя
Д. А. Долгов Казанский федеральный университет
Аннотация:
Существует большое количество различных алгоритмов вычисления Н.О.Д. Прежде всего стоит отметить алгоритмы типа Шонхаге. Они используются для очень больших чисел и имеют наилучшую асимптотическую сложность в худшем случае —
$O(n\log^2(n)\log(\log(n)))$.
Для чисел поменьше используются обобщенный бинарные алгоритмы. Все они основаны на
$k$-арной редукции:
$\alpha \gcd(u,v)=\gcd(v,\frac{|au \pm bv|}{k})$, целые
$u>v>0$,
$\gcd(u,k)=\gcd(v,k)=1$,
$\alpha \geqslant 1$. Знак
$+$ или
$-$ ставится в зависимости от версии выбранного алгоритма. Основная задача — подобрать коэффициенты
$a,b$ таким образом, чтобы выполнялось
$au+bv=0\bmod k$. Число
$k$ обычно выбирают равным простому числу или степени простого числа. Недостаток алгоритмов в том, что в ходе вычислений могут накапливаться дополнительные множители, поэтому в рекуррентном соотношении в начале стоит множитель
$\alpha \geqslant 1$. Если
$k=2^s$, то получаем обобщенные бинарные алгоритмы. Вебер первым предложил алгоритм поиска коэффициентов на основе подаваемых чисел, его обобщенный бинарный алгоритм работает в пять раз быстрее, чем бинарный алгоритм. Седжелмаси модифицировал алгоритм Джебелеана-Вебера, избавив его от дополнительных множителей, асимптотическая сложность алгоритма в худшем случае —
$O(n^2/\log(n))$.
Коэффициенты Безу — представление Н.О.Д.
$d$ чисел
$A,B$ в виде линейной комбинации
$Ax + By = d$, где
$x$ и
$y$
— целые числа, называемые коэффициентами Безу. В этой статье предложен расширенный алгоритм Джебелеана–Вебера–Седжелмаси вычисления Н.О.Д двух натуральных чисел, выводятся необходимые формулы и приводятся примеры, показывающие как можно вычислять обратные элементы.
Ключевые слова:
НОД, алгоритм Евклида, бинарный алгоритм, $k$-арный алгоритм, алгоритм Шонхаге, алгоритм Вебера, алгоритм Лемера.
УДК:
511.17
Поступила в редакцию: 14.06.2018
Принята в печать: 17.08.2018
DOI:
10.22405/2226-8383-2018-19-2-421-431