更新时间：2024-03-21 07:12
《九章算术》是中国古代的数学专著，其中的“更相减损术”可以用来求两个数的最大公约数，原文是：
白话文译文：
（如果需要对分数进行约分，那么）可以折半的话，就折半（也就是用2来约分）。如果不可以折半的话，那么就比较分母和分子的大小，用大数减去小数，互相减来减去，一直到减数与差相等为止，用这个相等的数字来约分。
第一步：任意给定两个正整数；判断它们是否都是偶数。若是，则用2约简；若不是则执行第二步。
第二步：以较大的数减较小的数，接着把所得的差与较小的数比较，并以大数减小数。继续这个操作，直到所得的减数和差相等为止。
则第一步中约掉的若干个2的积与第二步中等数的乘积就是所求的最大公约数。
其中所说的“等数”，就是公约数。求“等数”的办法是“更相减损”法。
例1、用更相减损术求98与63的最大公约数。
解：由于63不是偶数，把98和63以大数减小数，并辗转相减：
98-63=35
63-35=28
35-28=7
28-7=21
21-7=14
14-7=7
所以，98和63的最大公约数等于7。
例2、用更相减损术求260和104的最大公约数。
解：由于260和104均为偶数，首先用2约简得到130和52，再用2约简得到65和26。
此时65是奇数而26不是奇数，故把65和26辗转相减：
65-26=39
39-26=13
26-13=13
所以，260与104的最大公约数等于13乘以第一步中约掉的两个2，即13*2*2=52。
设gcd(x,y)=d，则满足x=k1*d，y=k2*d，易得k1与k2互质。
情况1：x=y。显然，gcd(x,y)=x=gcd(x,0)=gcd(x,y-x)。
情况2：不妨令x
用反证法。
假设k1,(k2 - k1)不互质，
令gcd(k1.k2-k1) = m(m为正整数且m＞1);
k1 = m*a,k2 - k1 = m*b
k2 = (a+b)m
即k1,k2有公约数m，与k1,k2互质矛盾
所以假设不成立
即k1,(k2 - k1)互质
所以gcd（x,x-y）= d = gcd(x,y)
综上，gcd(x,y)=gcd(x,y-x)。
命题得证
当然，此结论可用数学归纳法推广到一般，该性质对多个整数都成立。
即：gcd(x,y,z,...)=gcd(x,y-x,z-y,...)。
直观证明：
对于gcd(x,y,z)=gcd(x,y-x,z-y)：
gcd(x,y,z)=gcd(x,gcd(y,z))=gcd(x,gcd(y,z-y))=gcd(x,y,z-y)=gcd(gcd(x,y),z-y)=gcd(gcd(x,y-x),z-y)=gcd(x,y-x,z-y)。
更多项依次类推。
更相减损术和辗转相除法的主要区别在于前者所使用的运算是“减”，后者是“除”。从算法思想上看，两者并没有本质上的区别，但是在计算过程中，如果遇到一个数很大，另一个数比较小的情况，可能要进行很多次减法才能达到一次除法的效果，从而使得算法的时间复杂度退化为O(N)，其中N是原先的两个数中较大的一个。相比之下，辗转相除法的时间复杂度稳定于O(logN)。
更相减损法有点类似于求最大公约数的Stein算法。在更相减损法中，若两个是偶数则同除以2，结果乘以2。如果增加一个判断，若为一奇一偶则偶数除以2，结果不变，若为两个奇数才相减，这样就变成了计算大整数最大公约数的非常好的一个算法，Stein算法。
在上面的实例中，下面是更相减损法与Stein算法的比较，从中可以发现两种算法的相似性。
通常认为，算法描述中的第一步“可半者半之”是指分子分母皆为偶数的时候，首先用2约简。因为更相减损术原先是专用来约分，所以并不用考虑最后计算结果时，要把第一步中约掉的若干个2再乘回去。加入这一步的原因可能是，分母、分子皆为偶数是在分数加减运算的结果中比较容易遇到的一种情况，用这种方法有可能减少数字的位数，简化计算。
当然，省略这个以2约简的步骤，也能得到正确的答案。
（i=i+1部分可以省略，因为，不进行约简，一样可以求出）