n!末尾有多少个零问题

例题

2015! 后面有几个0?

公式 ∑i=1N[n5i]\sum_{i=1}^{N} [\frac{n}{5^{i}}]i=1N[5in]
式中,N取 5^i 不大于n的正整数, [*]表示取整
由 2*5 = 10,末尾0的个数即为因子2或5的个数
n! 的标准分解式中 2的个数 >= 5的个数,所以关注5的个数即可.
即,n! 的标准分解式中5的个数决定其末尾0的个数,可得上述公式。

解:
N <= (lg2015) / lg(5) =4.7 ,则N取4

2015!末尾0的个数 = [2015/5] + [2015/25] + [2015/125] + [2015/625] = 502

<think>我们使用数学原理:阶乘末尾的个数由质因数分解中因子5的个数决定(因为2的个数总是多于5的个数)。 公式:count = n/5 + n/25 + n/125 + ... 直到n除以5的k次方为0。 对于1000000,我们只需要循环计算直到5的幂次超过1000000。 注意:直接计算阶乘再数是不可行的,因为1000000!是一个非常大的数,无法用常规数据类型存储。 参考引用[2]中的思路:统计因子5的个数。 我们使用循环,每次将n除以5的幂,并将结果累加,直到当前5的幂大于n。 具体步骤: 1. 初始化计数器count为0。 2. 初始化除数div为5。 3. 当n除以div的商不为0时: count += n / div; div *= 5; 4. 返回count。 注意:div可能会溢出,但1000000的阶乘中,5的幂次最大为5^8=390625(因为5^9=1953125>1000000),所以循环8次,不会溢出。 因此,C语言代码实现如下:</think>要高效计算1000000!末尾的数量,关键在于统计质因数分解中因子5的个数(因为因子2的数量总是多于因子5)。以下是优化后的C语言实现: ```c #include <stdio.h> // 计算n!中因子5的个数(高效算法) long long count_trailing_zeros(long long n) { long long count = 0; // 通过公式计算:Σ floor(n/5^k) for (long long i = 5; i <= n; i *= 5) { count += n / i; // 累加每个5的幂次贡献的因子5数量 } return count; } int main() { const long long n = 1000000; long long zeros = count_trailing_zeros(n); printf("%lld!末尾有 %lld 个\n", n, zeros); return 0; } ``` ### 算法解析 1. **数学原理**:末尾的数量由因子5的个数决定(因为$2\times5=10$产生一个)[^2] 2. **高效公式**:使用$\sum_{k=1}^{\infty} \left\lfloor \frac{n}{5^k} \right\rfloor$计算 - 对于$n=1000000$: - $\left\lfloor \frac{1000000}{5} \right\rfloor = 200000$ - $\left\lfloor \frac{1000000}{25} \right\rfloor = 40000$ - $\left\lfloor \frac{1000000}{125} \right\rfloor = 8000$ - ...(依此类推至$5^8=390625$) 3. **时间复杂度**:$O(\log_5 n)$,仅需8次循环完成计算 4. **输出结果**: ``` 1000000!末尾有 249998 个 ``` ### 避免的常见错误 1. **不直接计算阶乘**:1000000!约$5.56\times10^{5565708}$位,无法用常规类型存储[^2] 2. **避免低效遍历**:引用[2]中的遍历法复杂度$O(n\log n)$,对$n=10^6$需约$10^7$次操作 3. **使用`long long`防溢出**:结果可能很大($10^6!$约25万) ### 算法优化说明 ```mermaid graph LR A[开始] --> B[初始化 count=0] B --> C[i=5] C --> D{i <= n?} D -->|是| E[count += n/i] E --> F[i *= 5] F --> D D -->|否| G[返回count] G --> H[结束] ``` > ⚠️ 注意:直接计算阶乘会导致**内存溢出**(如引用[2]所示),而高效算法仅需**8次除法操作**[^2]。
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