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【编程之美学习笔记】2.2不要被阶乘吓到
我好饿吖, 为什么我现在在教室闻到了饭香味。。。
问题1.给定一个整数N,那么N的阶乘N!末尾有多少个0呢?例如:N=10,N=3 628 800, N!的末尾有两个0。
(好巧吖,昨天做的51nod 1003就是这个题,来分析一下吧!)
看到这题,你想完整计算N!的值吗?那可能溢出哦。其实这个问题只要从“哪些数相乘能得到10”这个角度考虑就简单啦。
首先,如果N!=k * 10^M, 且K不能被10整除,那么N!的末尾有M个0。再对N!进行质因数分解,N!=(2^X)*(3^Y)*(5^Z)…,因为10=2*5,所以M只与X和Z有关,又因为能被2整除的数出现的概率比能被5整除的数高得多,所以M = Z。
解法一:
最直接的方法就是计算i(i = 1,2…N)的因式分解中5的指数,然后求和。
1 int Count0(int n){ 2 int num = 0; 3 int i, j; 4 for(i = 1;i <= n;++i){ 5 j = i; 6 while(j % 5 == 0){ 7 num++; 8 j /= 5; 9 }10 }11 return num;12 }
解法二:
公式:Z=[N/5] + [N/(5^2)] + [N/(5^3)] + … 公式中[N/5]表示不大于N的数中5的倍数贡献一个5,[N/(5^2)]表示不大于N的数中5^2的倍数再贡献一个5.
1 int Count0(int n){2 int num = 0;3 while(n){4 num += n / 5;5 n /= 5;6 }7 return num;8 }
问题2.求N!的二进制表示中最低位1的位置。
为了得到更好的解法,要对题目进行转化,首先看一个二进制数除以2的计算过程和结果是怎样的。
判断最后一个二进制位是否为0:若为0,则将此二进制数右移一位,即为商值;反之,若为1,则说明这个二进制数是奇数,无法被2整除。
所以这个问题实际上等同于求N!含有质因数2的个数。即答案等于N!含有质因数2的个数加1。
解法一:
公式:X = [N/2] + [N/4] + [N/8] + [N/16] + …
1 int lowestOne(int n){2 int num = 0;3 while(n){4 n >>= 1;5 num += n;6 }7 return num + 1;8 }
解法二:
有规律:N!含有质因数2的个数,还等于N减去N的二进制表示中1的数目。
下面对这个规律举例说明:
假设N = 11011(二进制表示,下列01串均为整数的二进制表示),那么N!中含有质因数2的个数为:
1101 + 110 +11 + 1
= (1000 + 100 + 1) + (100 +10) + (10 + 1) + 1
= (1000 + 100 + 10 + 1) + (100 + 10 + 1) + 1
= 1111 + 111 + 1
= (10000 - 1) + (1000 - 1) + (10 -1) + (1 - 1)
= 11011 - (N二进制表示中1的个数)
很巧吧!
1 int lowestOne(int n){2 int num = 0;3 int t = n;4 while(t){5 t &= (t-1);6 num++;7 }8 return n - num + 1;9 }
【编程之美学习笔记】2.2不要被阶乘吓到