求n的阶层末尾0的个数

本文介绍了一种计算任意正整数阶乘末尾零的数量的方法,通过分析质因数分解,特别是2和5的配对过程,得出计算公式,并提供了一个简洁的C++实现。

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统计n的阶层的末尾0的个数

思路:

(1)设 N! = K × 10^M,且K不能被10整除,那么N!末尾有M个0

(2)再考虑对N!进行质因数分解,N! = (2^X)*(3^Y)*(5^z).........

因为 10 = 2 × 5,所以 只跟 和 有关,每一对2和5得到一个10

于是M = min(X,Z),不难看出X显然大于Z,因为能被2整除的数出现的概率远远比能被5整除的数高的多,所以有 M = Z

由于N!中含有质因数5的个数 = [N/5] + [N/25] + [N/125] + [N/625] + ...

分析:

如 N = 125,要求 125!末尾0的个数

(1)每隔 5 出现一个 5 的倍数的数,共有 [N/5] 个 5 的倍数的数,此时让 N 变成 5 的倍数的数个数,下同

(2)每隔 25 出现一个 25 的倍数的数,也就是说每 5 个 5 的倍数的数出现一个 25,共有 [N/25] = [[N/5] / 5]个 25 的倍数的数

(3)每隔 125 出现一个 125 的倍数的数,也就是说每 5 个 25 的倍数的数出现一个 125,共有 [N/125] = [ [ [N/5] / 5] / 5] 个 125 的倍数的数

int trailingZeroes(int n) {
	if (n < 5)
		return 0;
	long long numZeroes = 0;
	while (n >= 5) {
		numZeroes += (n /= 5);
	}
	return numZeroes;
}
<think>嗯,用户想计算阶乘n!中尾随零的个数。这个问题我之前好像见过,应该和数学里的因数分解有关。首先,我得回忆一下阶乘的结构。阶乘是连续整数的乘积,比如5!就是1×2×3×4×5=120末尾有一个零。那为什么会有零呢?因为10是2和5相乘的结果,而每个末尾的零都需要一个10,也就是一对2和5的因子。 不过,在阶乘中,2的因子数量应该比5多很多,对吧?比如10!里,分解质因数的话,2的次数肯定比5高。所以实际上,尾随零的数量应该由5的个数决定,因为2的数量足够多,每出现一个5就能配对一个2。所以问题的关键就转化为找出n!中有多少个5的因子。 那怎么计算n!中5的因子个数呢?我记得有一个方法是不断地除以5,然后取整数部分相加。比如n=25的话,25/5=5,然后5/5=1,所以总共有5+1=6个5的因子。这样25!末尾就有6个零。对吗?比如25!应该是15511210043330985984000000,确实有6个零。那这个方法是正确的。 那具体怎么操作呢?举个例子,假设n=30。首先计算30除以5得到6,接着把30除以5得到6,然后6再除以5得到1,最后1除以5不够就停止。然后把6+1=7,所以30!末尾有7个零。验证一下,30!是265252859812191058636308480000000,确实7个零。这个方法有效。 那有没有例外情况?比如n=5,5/5=1,再除5得到0,所以总和是1,5!是120,正确。再比如n=15,15/5=3,3/5=0,总和3,15!是1307674368000,三个零。对的。 可能用户还会问为什么不用考虑2的数量?因为2的数量总是足够多,比如每两个数就有一个2的因子,而5每五个数才出现一次。所以即使两者需要配对,但5的数量是更少的,所以只需要计算5的个数。 另外,有没有特殊情况需要考虑?比如n小于5的时候,这时候n!里没有5的因子,所以尾随零是0。比如3!是6,没有零,正确。 总结下来,算法步骤应该是:初始化计数器为0,然后循环除以5,每次加上商,直到商为0为止。这样就可以得到5的因子总数,也就是尾随零的个数。 参考里的代码也是这样的,比如用Python的话,可以写一个循环,不断除以5,累加到计数器中。例如: def trailing_zeroes(n): count = 0 while n >=5: n = n //5 count +=n return count 这样应该就能得到正确的结果了。那用户的问题应该可以通过这个方法来解答。同时可能需要注意输入的范围,比如n是非负整数,但如果是负数的话可能需要处理,不过题目里应该n是自然数的情况。</think>要计算$n!$(n的阶乘)末尾零的数量,关键在于统计阶乘分解质因数后因子5的个数,因为每个零对应一对$2\times5$,而2的因子数量总是多于5[^1][^2]。具体步骤如下: ### 计算步骤 1. **初始化计数器**:设计数器$count = 0$ 2. **循环除以5**: - 计算$n \div 5$的整数商,将其加到$count$ - 将$n$更新为这个商 - 重复直到商小于5 3. **返回结果**:最终$count$即为末尾零的数量 例如,计算$25!$的末尾零数量: $$ \begin{align*} 25 \div 5 &= 5 \quad \text{(count += 5)} \\ 5 \div 5 &= 1 \quad \text{(count += 1)} \\ 1 \div 5 &< 5 \quad \text{(停止)} \end{align*} $$ 最终$count = 5+1=6$,即$25!$末尾有6个零。 ### 代码实现(Python) ```python def trailing_zeroes(n): count = 0 while n >= 5: n = n // 5 count += n return count print(trailing_zeroes(25)) # 输出6 ``` ### 原理说明 - **为什么统计5的因子?** 每对$(2,5)$生成一个末尾零,而2的因子数量远多于5(例如$10! = 2^8 \times 5^2 \times \dots$),因此零的数量由5的个数决定[^1]。 - **如何处理复合因子(如25=5×5)?** 通过多次除以5,可以统计出所有含$5^k$(k≥1)的因子,例如25贡献两个5因子。
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