计算阶乘中0的个数

本文介绍了一种快速计算给定整数N的阶乘N!末尾0的数量的方法,并通过分析发现这实际上等价于计算N!中5因子的数量。此外,还探讨了如何确定N!在二进制表示下最低位1的位置。

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题目:
给定一个整数N,那么N的阶乘N!末尾有多少个0呢?例如:N=10,N=3628800.
N的末尾有两个0

1、分析:阶乘虽然大,但是求0的个数只有2x5,4x5,6x5,8x5才有0,但是5的数目最小,且都
要用到5,即可转化为求N!中5的个数
若N = 5,则5的个数为1个
N = 6,1个,
N = 10,有5和2x5两个5
N = 15,有5和2x5和3x5三个5,
N = 20,有5和2x5和3x5和4x5四个5
N = 25,有5和2x5和3x5和4x5和5x5五个5
……
即5的个数为Z = N/5+N/5^2/N/5^3……

2、分析:若N = 3,则N!=6;其二进制为110;最低位1的位置为2
若N = 4,则N!=24,其二进制为11000,最低位为4
……
则最低位的数应为N中2的个数加1

#include<iostream>
using namespace std;
int findZero(int n)
{
    if (n < 5)
        return 0;
    int count = 0;
    while (n)
    {
        count += n / 5;
        n /= 5;
    }
    return count;
}
int findLowerLocation(int n)
{
    if (n < 2)
        return 0;
    int count = 0;
    while (n)
    {
        //使用移位操作速度比除法要快
        n = n >> 1;
        count += n;
    }
    return count + 1;
}
int main()
{
    int n = 4;
    cout << findZero(n) << endl;
    cout << findLowerLocation(n) << endl;
    system("pause");
    return 0;
}
### 计算阶乘结果中末尾零的数量 计算阶乘结果中末尾零的数量是一个经典算法问题。这个问题的核心在于理解阶乘的结果中,末尾的零是由因子 `2` 和 `5` 的配对产生的。由于在任何阶乘中,因子 `2` 总是多于因子 `5`,因此只需要统计阶乘分解质因数后有多少个因子 `5` 即可。 #### 统计因子 `5` 的数量 为了得到阶乘结果中末尾零的数量,可以采用如下方法: 对于给定的一个正整数 \( n \),可以通过不断除以 `5` 来统计其倍数贡献的因子 `5` 数量。具体公式为: \[ \text{zero\_count} = \left\lfloor \frac{n}{5} \right\rfloor + \left\lfloor \frac{n}{5^2} \right\rfloor + \left\lfloor \frac{n}{5^3} \right\rfloor + \cdots \] 直到 \( 5^k > n \) 为止[^1]。 这种方法的时间复杂度为 \( O(\log_5(n)) \),非常高效。 #### 实现代码示例 (Python) 以下是基于上述公式的 Python 实现代码: ```python def count_trailing_zeros_in_factorial(n): zero_count = 0 i = 5 while n >= i: zero_count += n // i i *= 5 return zero_count # 测试函数 print(count_trailing_zeros_in_factorial(10)) # 输出应为 2 ``` 此代码通过循环逐步增加幂次的方式,有效地统计了所有可能的因子 `5` 贡献次数。 #### C# 实现代码示例 如果需要使用 C# 编程语言,则可以根据相同的逻辑编写对应的实现代码: ```csharp using System; class Program { static int CountTrailingZerosInFactorial(int n) { int zeroCount = 0; int i = 5; while (n / i >= 1) { zeroCount += n / i; i *= 5; } return zeroCount; } static void Main() { Console.WriteLine(CountTrailingZerosInFactorial(10)); // 输出应为 2 } } ``` 这段代码同样遵循了统计因子 `5` 的核心思路,并提供了完整的功能实现[^2]。 --- ### 结论 无论是 Java、C# 还是其他编程语言,解决该问题的关键都在于理解和应用统计因子 `5` 的方法。这种高效的解决方案能够快速得出任意大小输入下的阶乘结果中末尾零的数量。
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