编程之美--不要被阶乘吓倒

本文介绍了如何高效计算给定整数N的阶乘N!末尾0的数量,以及N!二进制表示中最低位1的位置。通过巧妙的数学分析,提出了一种无需直接计算阶乘值的方法。
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1、题目1: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。

直观想法是:是不是要完整计算出N!的值,如果溢出怎么办?

其实,我们可以从“哪些数相乘能得到10”这个角度来考虑。

如果N!=K*10^M,且K不能被10整除,那么N!末尾有M个0。在考虑对N!进行质因数分解,N!=(2^X)*(3^Y)*(5^Z)……由于10=2*5,所以M只跟X和Z有关,每一对2和5相乘可以得到一个10,于是M=min(X,Z)。

不难看出X大于等于Z,因为能被2整除的数出现的频率比能被5整除的数高得多,所以把公式简化为M=Z。

根据以上分析,只要计算出Z的值,就可以得到N!末尾0的个数。

ret = 0;
for(int i=0; i<=N; i++)
{
	j = i;
	while(j % 5 == 0)
	{
		ret++;
		j /= 5;
	}
}

或者

ret = 0;
while(N)
{
	ret += N / 5;
	N /= 5;
}

2、题目2:求N!的二进制表示中最低位1的位置。

例如,N=3,N!=6,那么N!的二进制表示(1010)的最低位1在第二位。

把一个二进制数除以2,实际的过程如下:

判断最后一个二进制位是否为0,若为0,则将此二进制数右移一位,即为商值,反之,若为1,则说明这个二进制数是奇数,无法被2整除。

所以此题等同于求N!含有质因数2的个数。即答案等于N!含有质因数2的个数加1。

int lowstOne(int N)
{
	int Ret = 0;
	while(N)
	{
		N >>= 1;
		Ret += N;
	}
	return Ret;
}



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