《编程之美》中的阶乘问题小结

问题一:给定一个整数N,那么N的阶乘N!末尾有多少个0?例如N=10,N!=3628800,N!的末尾有2个0.

首先,先来看一下阶乘的定义:

《《编程之美》中的阶乘问题小结》

阶乘还有一种递归定义法:

《《编程之美》中的阶乘问题小结》

回到问题一,是不是一定要把N!给计算出来才能知道末尾有多少个0呢?答案是不是的。我们不妨把N!写成如下形式

《《编程之美》中的阶乘问题小结》其中K不能被10整除。那么问题就转换为求M的值,M是几n!后面就有多少个0。

当n不为1时,根据合数的定义,我们可以把n!写成若干个质因子乘积的形式:

《《编程之美》中的阶乘问题小结》

由于10可以分解为2和5的乘积,故M的值仅仅和2和5的指数有关。即M=Min(X,Z)。而且我们知道一个数含有2这个因子的概率高于含有5这个因子的概率。故可以直接令M=Z(如1-10中,含2这个因子的数有2,4,6,8,10,而含5这个因子的数仅有5,10)。这样一来问题最终就转换成了求5的指数问题。

有了思路,下面直接上代码,但是第一次编程很容易写成如下这种情况:

int i,count=0;
for(i=1;i<=n;i++)
{
  if(i%5==0)count++;
}

这样很容易会漏解,比如25=5*5,但是在这里计数器只加了1次,正确的代码如下所示:

int i,j,count=0;
for(i=1;i<=n;i++)
{
  j=i;
  while(j%5==0)
  {
     count++;
     j/=5;
  }
}

这是对从1到N的所有数逐个遍历得到的,下面再提供一种解法,该解法只需N即可。

解法二:只考虑N。我们先从一个例子谈起,求26!后面有几个0。

我们不妨这样考虑:在1到26这些数中能提供5的无非就是5的一次方,二次方,三次方……

5的一次幂有26/5=5个(5,10,15,20,25)它们分别提供了1个5;

5的二次幂有26/25=1个(25)它提供了2个5;换句话说,也就是在一次幂提供了1个5的基础上又提供了一个。

所以1-26之中总共提供了5+1=6个5,故26!后有6个0。

int count=0;
while(n)
{
  count+= n/5;
  n/=5;
}

再回首一看,原来那么复杂的阶乘问题竟然仅仅通过几行代码就完成了,不得不感叹编程真的是一门艺术,分析与建模能力也不可或缺啊!


    原文作者:竹风94
    原文地址: https://blog.csdn.net/gw1994/article/details/77921543
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