1000!有几位数,为什么?

本文介绍了一种高效计算大数阶乘位数的方法,通过使用对数和科学计数法原理,避免了直接计算大数阶乘带来的困难。

1000!=1000 * 999 * 998 * … * 2 * 1,可以见得1000!是一个很大的数。
那么如何计算1000!的位数呢?
我们知道任何一个数都可以用科学计数法表示,比如
1234=1.234 * 103
我们如果对该等式两边同时取10的对数,那么等式就变为
log10(1234)=log10(1.234 * 103)
也就等价于
log10(1234)=log10(1.234) +log10103
最后变为
log10(1234)=log10(1.234)+3
我们发现1234的位数就等于1234对10取对数后的整数部分再加1。
那么就可以这么说:
如果数字N用科学计数法表示为:N = a * 10n(0<a<10)
那么log10N=log10(a )+ n (其中0≤log10a<1)
这样N的位数也就等于n+1。
这样一来1000!的位数也就有思路了,它就等于log10(1000!)的整数部分加1。
而log10(1000!)=log10(1000 * 999 * 998 * … * 2 * 1)
也就是log10(1000!)=log10(1000)+log10(999)+…+log10(1)
这样我们就可以通过循环来求的它的值了。

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
	int n = 1000;
	double sum = 0.0;
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 1000; i++)
	{
		sum = sum + log10(i);
	}
	int ret = (int)sum + 1;
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

值得注意的是,我们应该用double类型的变量来存储log10(1000!),保证 1000 个小数相加数值精确,不然会使得数据丢失,导致结果不准确。
最后将sum强制类型转化为整型后再加1,输出的结果便是1000!的位数了,总共2568位,要是我们老老实实的将1000!计算出来,然后去数它的位数,那将是一个不小的工作量啊。也由此看出了代码魅力的所在。

ADC的位数是指模数转换器在将模拟信号转换为数字信号时所能表示的离散电平数量[^2]。具体来说,一个N位的ADC可以将输入电压划分为 $ 2^N $ 个等分,每个等分对应一个特定的数字输出值。例如,8位ADC可以区分256($2^8$)个不同的电压等级,而12位ADC则能提供4096($2^{12}$)个等级,从而实现更高的分辨率[^5]。 位数越高,ADC能够识别的最小电压变化越小,这直接提升了测量精度。以3.3V参考电压为例,一个12位ADC的量化单位(LSB)为: $$ \text{LSB} = \frac{3.3}{4096} ≈ 0.8mV $$ 这意味着该ADC可以检测到最低约0.8mV的电压变化。相比之下,一个8位ADC的LSB则为: $$ \text{LSB} = \frac{3.3}{256} ≈ 12.9mV $$ 显然,12位ADC的分辨能力远高于8位ADC[^5]。 值得注意的是,实际应用中ADC的有效分辨率往往低于其标称位数。例如,某些12位ADC的实际有效位数(ENOB)可能仅为10位左右,这是由于噪声、失真和非线性等因素的影响[^4]。此外,一些厂商为了规避出口限制,甚至会将14位ADC通过技术手段“伪装”成11位ADC出售,使其在性能上与12位或更高位数的ADC相当,但又不触发相关法规对高精度ADC的出口审查要求[^1]。 ### 示例代码:计算不同位数ADC的LSB 以下是一个基于C语言的示例,用于计算不同位数ADC在给定参考电压下的LSB值。 ```c #include <stdio.h> // 定义参考电压和ADC位数 #define VREF 3.3f // 参考电压为3.3V // 计算LSB的函数 float calculate_LSB(int bits) { return VREF / (1 << bits); } int main() { int bit_list[] = {8, 10, 12, 14, 16}; for (int i = 0; i < sizeof(bit_list)/sizeof(bit_list[0]); i++) { int bits = bit_list[i]; float lsb = calculate_LSB(bits); printf("%d位ADC的LSB: %.3f mV\n", bits, lsb * 1000); // 转换为毫伏 } return 0; } ```
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