编程之美-2.2-不要被阶乘吓倒

1. 简述

    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!=3 628 800,N!的末尾有两个0。
    2) 求N!的二进制表示中最低位1的位置。 

2. 思路   

    方法一,求出N!,对于第一个题目,记录其0的个数即可,时间复杂度=O(N)+O(N!中0的个数);对于第二个题目,记录二进制中最低位1右边0的个数即可,时间复杂度=O(N)+O(N!中最低位右边0的个数)。这个方法时间复杂度问题不大,不过空间有问题,因为N!增长太快了,N不用很大,N!很容易就溢出了。

    方法二,不求N!,从N!的因子入手,第一个题目是计算N!中,因子5的个数,因为每个0都是一个10,10=2*5,因子2明显远远超过5,因此10的个数(也就是0的个数)与5的个数是相同的;第二个题目是计算N!中因子2的个数,因子2的个数就是二进制表示中,最低位1后面0的个数,即如果N!有k个因子2,那么最低位1后面就是k个0。

    这样两个题目就转化为求N!中,因子C的个数。可以对N!,从1,2,…,N一个一个数字求因子C的个数,然后求和。这里还是给编程之美上提到的一个方法,更快一些。因子数=[N/C] + [N/(C^2)] + [N/(C^3)] + ···,复杂度嘛,最后比如存在C^k > N,因此也就是k,即“以C为底N的对数”,更重要是不用算N!,不会溢出。补充说明:[N/C]中的[]这里表示向下取整。

3. 代码

#include <iostream>
#include <bitset>
using namespace std;

int get_factor_num(int N, int C) {
int num = 0;
while( (N/=C) != 0)
num += N;
return num;
}

int get_factorial(int N) {
int num = 1;
while(N > 0)
num *= N--;
return num;
}

int main() {
int N;
cout << "输入N:";
cin >> N;
cout << "N!的十进制表示:" << get_factorial(N) << endl;
bitset<32> NSet(get_factorial(N));
cout << "N!的二进制表示:" << NSet << endl;
cout << "N!末尾0的个数:" << get_factor_num(N, 5) << endl;
cout << "N!的二进制表示中最低位1的位置:" << get_factor_num(N, 2) + 1 << endl;
system("PAUSE");
return 0;
}

    输出结果为:

    《编程之美-2.2-不要被阶乘吓倒》

4. 参考

    编程之美,2.2节,不要被阶乘吓到

    原文作者:weixin_34129145
    原文地址: https://blog.csdn.net/weixin_34129145/article/details/86287533
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