📜  打印N行的4个数字,使4个数字中的每对都有一个GCD K(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:54:27.391000             🧑  作者: Mango

打印N行的4个数字,使4个数字中的每对都有一个GCD K

在数学中,GCD表示最大公约数。在本题中,要求每一行的4个数字中的每对都有一个GCD K。这是一道关于数学和算法的挑战。

前置知识
  1. 欧几里得算法

欧几里得算法,也称为辗转相除法,是求两个正整数的最大公约数(gcd)的算法。具体过程如下:

  • 求两个数 a 和 b 的gcd,令 r 为其余数,即 $a \div b = q...r$。
  • 如果 r = 0,则 b 是两个数的最大公约数。
  • 否则,将 b 赋值为 a,将 r 赋值为 b,重复之前的步骤。
  1. 数学符号
  • $\gcd(a,b)$ 表示 a 和 b 的最大公约数。
  • $\bmod$ 表示模运算符。
解题思路

我们需要利用“GCD”的特性,将每两个数都设置为 k 的倍数。那么,如何保证每一组数字都可以得到 k 的最大公约数呢?可以根据欧几里得算法,将每一对数字的最大公约数都设为 k。具体步骤如下:

  1. 生成随机的4个数字 a, b, c, d。
  2. 计算 $\gcd(a,b)$,并将两个数字调节为 k 的倍数。即 a = a / gcd(a,b) * k, b = b / gcd(a,b) * k
  3. 以同样的方式调整 cd
  4. 打印这四个数字。
代码实现

以下是 Python3 中的代码实现:

import random

def gcd(a, b):
    while(b):
        a, b = b, a % b
    return a

def random_numbers(n, k):
    for i in range(n):
        a, b, c, d = [random.randint(1, 100) for j in range(4)]
        gcd_ab = gcd(a, b)
        gcd_cd = gcd(c, d)
        a, b = a // gcd_ab * k, b // gcd_ab * k
        c, d = c // gcd_cd * k, d // gcd_cd * k
        print(a, b, c, d)

random_numbers(5, 3)

其中,函数 gcd 是欧几里得算法的实现,random_numbers 函数执行了上述的4个步骤,生成并打印了5行4个数字