PTA 编程题(C语言)-- 求阶乘序列前N项和

文章介绍了如何使用C++编程语言计算1!+2!+3!+...+N!的和,提供了两种方法:一种是两层循环,另一种是一层循环。重点强调了处理大阶乘时数据类型的正确选择(longlongint)。

本题要求编写程序,计算序列 1!+2!+3!+⋯ 的前N项之和。

输入格式:

输入在一行中给出一个不超过12的正整数N。

输出格式:

在一行中输出整数结果。

输入样例:

5

输出样例:

153

思路1:用两层循环,里层循环用来算阶乘,外层循环用来算阶乘的和。

注意:阶乘是比较大的,所以存放阶乘和阶乘和的变量用long long int来声明,否则答案会越界。如果用long long int还不行,就用double声明,并且用%.0f输出最终结果。

#include <stdio.h>
int main () {
    int N,i,j;
    long long p = 1,sum= 0; //因为阶乘比较大,声明为long long int
    scanf("%d",&N);
    for (i = 1; i <= N; i++) {
        p = 1;
        for (j = 1; j <= i; j++) {
            p *= j;         // 里层循环用来算阶乘
        }
        sum += p;           // 外层循环用来算阶乘和
    }
    printf("%ld", sum);
    return 0;
}

思路2:只用一层循环来控制迭代次数。展开说一下:初始化p=1,sum=0,用i从1到N控制迭代,每次迭代时 p*=i;sum+=p。用迭代的思想,每次迭代既算出当前要加上的阶乘,又算出了加上当前阶乘之后的阶乘和,所以用一层循环就能解决问题。

#include <stdio.h>
int main () {
    int N,i;
    long long p = 1,sum = 0; //因为阶乘比较大,声明为long long int
    scanf("%d", &N);
    for (i = 1; i <= N; i++) {
        p = p*i;      // 每次迭代,既算出当前要加上的阶乘
        sum += p;     // 也算出了加上当前阶乘之后的阶乘和
    }
    printf("%ld", sum);
    return 0;
}
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### 关于阶乘PTA练习题及解决方案 #### 阶乘计算的基础概念 阶乘是指从1乘到某个正整数n的结果,记作n!。例如5!=5×4×3×2×1=120。对于较小数值可以直接通过循环或者递归来实现。 #### 使用循环结构阶乘 可以利用for循环来逐次相乘得到最终结果[^3]: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { unsigned long long factorial = 1; int n; cout << "请输入一个非负整数:"; cin >> n; for (int i = 1; i <= n; ++i) { factorial *= i; } cout << n << "! = " << factorial << endl; } ``` 此方法适用于相对较小范围内的输入值,在处理较大数字时可能会遇到溢出问题。 #### 大数阶乘的处理方式 当面对更大规模的数据时,则需考虑使用数组或其他数据结构存储多位大数,并模拟手工运算过程完成加减乘除操作。这种方式能够有效应对超出基本类型表示能力的情况。 #### 用户自定义函数的应用 为了提高代码可读性复用率,建议将上述逻辑封装成独立的功能模块——即创建名为`factorial()` 的用户自定义函数: ```cpp unsigned long long factorial(int num){ if(num==0 || num==1)return 1; else return num*factorial(num-1); } // 或者采用迭代版本代替递归形式以防止栈溢出风险 unsigned long long factorial_iterative(int num){ unsigned long long result = 1; while(num>1){ result*=num--; } return result; } ``` 以上两种实现都可以很好地解决问题并便于后续维护扩展。
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