基于右移k-ary消减的递归最大公因子算法

对于输入B和C,利用Sorenson的右移k-ary消减(right-shift k-ary reduction)思想提出一种算法用于寻找整数x和y,使得x和y满足Bx-Cy在二进制表示下低比特位部分为0,利用该算法能够大规模降低循环次数,再结合模算法,提出递归最大公因子算法。递归最大公因子算法复杂度虽然对Knuth-Schnhage算法的复杂度上没有提高,仍然是O(nlog2nloglogn),但是该算法相比于Knuth-Schnhage算法实现简单,正确性分析和复杂度分析都比较容易。

基于k-ary消减的快速最大公约数算法

最大公约数(GCD)算法中,对于输入B和C,利用Sorenson的右移k-ary消减思想提出一个算法用于寻找整数x和y,使得x和y满足Bx-Cy在二进制表示下低比特位部分为0,即Bx-Cy=0(mod 2e),其中e是常数正整数。利用该算法能够右移较多比特并大规模降低循环次数。再结合模算法,提出了快速GCD算法,其输入规模为n比特时最差复杂度仍然是O(n2),但最好的情况下复杂度能达到O(n log2n log log n)。实验数据表明,对于20万以上比特规模的输入,快速GCD算法比Binary GCD算法速度快;对100万比特规模的输入,快速GCD算法速度是Binary GCD算法的两倍。