计算高精度组合数(C++实现)

本文介绍了一种利用质因数分解和高精度乘法处理大数运算的方法,通过筛选质数并计算每种质数在阶乘中出现的次数,再使用高精度乘法进行计算,实现大数的阶乘运算。

calc
因为是大数运算,所以要开一个vector专门用来存放每一位数据。
方法:
1.分解质因数得到所有的primes,然后计算每个排列组合中primes[i]出现的次数num[i]。
2.采用高精度乘法对每一个primes[I]进行num[i]次计算,最终结果进行运算。

输入样例:

1010 502

输出样例:

270542318641875451437878008037962056604654394411733770412269545106703365435015551208195265578562824139490418486734890079966447607824774188774197604049652695010198244666270118340672566858743750778893630922581436222796091305438213110930923691380324123543340109236414731145200989641304439607812393726614400

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int N = 1e5+10;

int primes[N],co;
bool st[N];
void p(int n)  //筛选出所有互质的数
{
   
   
	co=0;	
	for(int i=2;i<=n;i++)
	{
   
   
		if(!st[i]) primes[co++]=i;
		for(int j=0;primes[j]<=n/i;j++)
		{
   
   
			st[primes[j]*i]=1;
			if(i % primes[j]==0) break;
		}
	}
}

int calc(int n,int pr)   //计算每一个数的阶乘具有多少个primes[i]
{
   
   
	int s=0;
	while(n>0)
	{
   
   
		s+=n
C++实现高精度计算组合数(即 $ C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} $),需要解决两个主要问题:**大整数的运算**和**组合数的高效计算**。由于普通数据类型无法存储非常大的数值,因此需要使用自定义的大整数类或结构体来支持加法、减法、乘法以及除法等基本运算。 以下是一个可行的实现方法: ### 三、核心思路与步骤 #### 1. 高精度数据结构设计 可以使用 `vector<int>` 或者 `string` 来表示大整数,其中每一位数字单独存储。例如: ```cpp struct BigInt { vector<int> digits; // 存储个位在前,高位在后 bool sign; // true 表示正数或零,false 表示负数 BigInt() : sign(true) {} BigInt(const string& num); BigInt operator+(const BigInt& other) const; BigInt operator-(const BigInt& other) const; BigInt operator*(const BigInt& other) const; BigInt operator/(int divisor) const; // 可选:用于组合数中的除法操作 }; ``` #### 2. 阶乘高精度计算 组合数涉及阶乘运算,可以通过循环调用高精度乘法函数实现: ```cpp BigInt factorial(int n) { BigInt result; result = "1"; for (int i = 2; i <= n; ++i) { result = result * BigInt(to_string(i)); } return result; } ``` #### 3. 组合数公式优化 直接计算 $ C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} $ 容易造成不必要的性能开销。更高效的方式是采用递推公式或逐项约分策略,例如: ```cpp BigInt combination(int n, int k) { if (k > n - k) k = n - k; // 利用对称性减少计算次数 BigInt result("1"); for (int i = 0; i < k; ++i) { result = result * (n - i); result = result / (i + 1); // 每一步都进行除法以避免中间结果过大 } return result; } ``` 这种方式避免了直接计算三个阶乘再做除法,减少了大数之间的乘除操作[^1]。 #### 4. 输入输出处理 需要将输入的整数转换为 `BigInt` 类型,并将最终结果转换回字符串形式输出。 --- ### 四、关键函数实现示例 #### 高精度乘法 ```cpp BigInt BigInt::operator*(const BigInt& other) const { BigInt result; result.digits.resize(digits.size() + other.digits.size(), 0); for (size_t i = 0; i < digits.size(); ++i) { for (size_t j = 0; j < other.digits.size(); ++j) { result.digits[i + j] += digits[i] * other.digits[j]; result.digits[i + j + 1] += result.digits[i + j] / 10; result.digits[i + j] %= 10; } } while (result.digits.size() > 1 && result.digits.back() == 0) result.digits.pop_back(); return result; } ``` #### 高精度除法(单精度除数) ```cpp BigInt BigInt::operator/(int divisor) const { BigInt result; int carry = 0; for (int i = digits.size() - 1; i >= 0; --i) { long long temp = carry * 10LL + digits[i]; result.digits.push_back(temp / divisor); carry = temp % divisor; } reverse(result.digits.begin(), result.digits.end()); while (result.digits.size() > 1 && result.digits.back() == 0) result.digits.pop_back(); return result; } ``` --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

Jay_fearless

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值