N的阶乘N!中的末尾有多少个0?

本文介绍了一种高效算法来确定N的阶乘N!末尾0的数量。通过分析10的构成,推导出只需关注阶乘中5的因子数量。提供了两种计算方法并附带代码实现。

N的阶乘N!中的末尾有多少个0?

问题:N的阶乘N!中的末尾有多少个0?  例如:N = 5,N! = 120.末尾有1个0.
 
分析:  想到这个问题,有人可能第一反应就是先求出N!,然后再根据求出的结果,最后得出N!的末尾有多少个0。但是转念一想,会不会溢出,等等。

其实,从"哪些数相乘可以得到10"这个角度,问题就变得比较的简单了。

(1)首先考虑,如果N的阶乘为K和10的M次方的乘积,那么N!末尾就有M的0。
(2)如果将N的阶乘分解后,那么N的阶乘可以分解为:2的X次方,3的Y次方,4的0次方(2的X次方已计算),5的Z次方.....的乘积。
     由于10 = 2 * 5,所以M只能和X和Z有关,每一对2和5相乘就可以得到一个10。
     于是M = MIN(X, Z),不难看出X大于Z,因为被2整除的频率比被5整除的频率高的多。所以可以把公式简化为M = Z。

由上面的分析可以看出,只要计算出Z的值,就可以得到N!末尾0的个数

方法一:要计算Z,最直接的方法就是求出N的阶乘的所有因式(1,2,3,...,N)分解中5的指数,然后求和。
    

int zero(int n)
{
    int num = 0;
    
    for (int i = 5; i <= n; i += 5)
    {
        int j = i;
        while (j % 5 == 0)
        {
            num++;
            j /= 5;
        }
    }
    
    return num;
}

方法二:

Z = N / 5 + N / (5 * 5) + N / (5 * 5 * 5).....直到N / (5的K次方)等于0

公式中N / 5表示不大于N的数中能被5整除的数贡献一个5,N / (5 * 5)表示不大于N的数中能被25整除的数贡献一个5.......


int zero(int n)
{
    int num = 0;
    
    while(n)
    {
        num += n / 5;
        n /= 5;
    }
    
    return num;
}

练习题:hdu1124 Factorial

原文链接:http://blog.chinaunix.net/uid-20766194-id-1850404.html


要找到满足n!末尾恰好有k个0的最小的n,我们需要了解一个重要的概念:阶乘末尾0的个数与因子5的数量有关。因为每对因子2和因子5会产生一个10,从而在阶乘末尾产生一个0。而因子2的数量通常多于因子5的数量,因此我们主要关注因子5的数量。 具体步骤如下: 1. **理解阶乘末尾0的来源**:阶乘末尾0来自于因子10的个数,而因子10是由因子2和因子5相乘得到的。由于因子2的数量远多于因子5,因此我们只需计算因子5的数量。 2. **计算因子5的数量**:我们可以通过不断将n除以5来计算n!中因子5的数量。具体来说: - 首先计算n除以5的商,记为count。 - 然后将count加到结果中。 - 接着将n除以5,继续上述过程,直到n小于5。 3. **二分查找**:为了找到最小的n,我们可以使用二分查找法。我们设置一个搜索范围,从k到2k(因为n!末尾0的个数大约是n/4),然后在这个范围内进行二分查找。 以下是Python代码实现: ```python def trailing_zeros(n): count = 0 while n >= 5: n //= 5 count += n return count def smallest_n(k): left, right = k, 2 * k while left < right: mid = (left + right) // 2 zeros = trailing_zeros(mid) if zeros < k: left = mid + 1 else: right = mid return left # 测试 k = 5 print(smallest_n(k)) # 输出应为20,因为20!末尾有4个0,21!末尾有5个0 ``` 通过上述方法,我们可以找到满足n!末尾恰好有k个0的最小的n。
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