hdu1066(N!)

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    为了把0去掉,我们把所有的因数2和5都提出来,放到最后再处理。N!中的N个相乘的数可以分成两堆:奇数和偶数。偶数相乘可以写成(2^M)*(M!),M=N DIV 2。M!可以递归处理,因此现在只需讨论奇数相乘。考虑1*3*5*7*9*11*13*15*17*...*N(如果N为偶数则是N-1),这里面是5的倍数的有5,15,25,35,...,可以其中的5提出来,变成(5^P)*(1*3*5*7*9* ...),后面括号中共P项,P=(N DIV 5+1) DIV 2,而后面的括号又可以继续提5出来,递归处理.现在剩下的数是1*3*7*9*11*13*17*19*....这些数我们只需要他们的个位数,因为(1*3*9*11*13* ...)MOD 10=(1*3*7*9*11*13*...)MOD 10.我们列出余数表,1 3 1 9 9 7 9 1 1 3 1 9 9 7 9 ……。我们发现每八项MOD 10的结果是一个循环.算出奇数的结果后,我们再回头看统计了多少个2和5需要乘入。把2和5配对完都是N!后面的0,看剩下的2有几个。如果有剩下的2,考虑2^N的个位数又是2 4 8 6 2 4 8 6 ……每四项一个循环,找出这个个位数后,和前面的结果相乘,再取个位数就是答案。由于我们完全把2和5的因素另外处理,所以在所有的乘法中,都只需要计算个位数乘法,并且只保留个位数的结果。

但让我很惊异的是:为什么我提交总是WA?后来我才知道,原因是这道题的N相当大!达到了10^100!要用大数来处理!GPC四项编译开关全关的,自然查不出来!而且上面这个算法换成大数后会很麻烦。还有什么别的好方法吗?

答案是有的。我们设F(N)表示N!的尾数。

先考虑简单的。考虑某一个N!(N < 10),我们先将所有5的倍数提出来,用1代替原来5的倍数的位置。由于5的倍数全被提走了,所以这样就不会出现尾数0了。我们先把0..9的阶乘的尾数列出来(注意,5的倍数的位置上是1),可以得到table[0..9]=(1, 1, 2, 6, 4, 4, 4, 8, 4, 6)。对于N < 5,直接输出table[N]即可;对于N>=5,由于提出了一个5,因此需要一个2与之配成10,即将尾数除以2。注意到除了0!和1!,阶乘的最后一个非零数字必为偶数,所以有一个很特别的除法规律:2/2=6,4/2=2,6/2=8,8/2=4。比较特殊的就是2/2=12/2=6,6/2=16/2=8.这样我们就可以得到如下式子:

      table[N]

F(N)= ---------- (0 <= N < 10)
      2^([N/5])

再考虑复杂的。考虑某一个N!(N>=10),我们先将所有5的倍数提出来,用1代替原来5的倍数的位置。由于5的倍数全被提走了,所以这样就不会出现尾数0了。我们观察一下剩下的数的乘积的尾数,通过table表,我们发现这10个数的乘积的尾数是6,6*6的尾数还是6,因此我们将剩下的数每10个分成一组,则剩下的数的乘积的尾数只与最后一组的情况有关,即与N的最后一位数字有关。(因为根据最后一位就能知道它在尾数表中处于第几个位置,只要将尾数表之前的数相乘就得到最后一组的尾数。)由于我们把5的倍数提出来了,N!中一次可以提出[N/5]个5的倍数,有多少个5,就需要有多少个2与之配成10,所以有多少个5,最后就要除以多少个2。注意到除2的结果变化是4个一循环,因此如果有A个5,只需要除(A MOD 4)次2就可以了。A MOD 4只与A的最后两位数有关,很好求算。剩下的5的倍数,由于5已经全部处理掉了,就变成[N/5]!。于是,我们可以得到
一个递归关系:

      F([N/5]) * table[N的尾数] * 6
F(N) = ----------------------------------- (N > 10)
          2^([N/5] MOD 4)

这样我们就得到了一个O(log5(N))的算法,整除5可以用高精度加法做,乘2再除10即可。整个算法相当巧妙,写起来也比较轻松。

15103723_3dcG.gif 15103723_MNbX.gif View Code

    
1 #include < string .h >
2 #include < stdio.h >
3   #define MAXN 10000
4 int lastdigit( char * buf)
5 {
6 const int mod[ 20 ] = { 1 , 1 , 2 , 6 , 4 , 2 , 2 , 4 , 2 , 8 , 4 , 4 , 8 , 4 , 6 , 8 , 8 , 6 , 8 , 2 };
7 int len = strlen(buf),a[MAXN],i,c,ret = 1 ;
8 if (len == 1 ) return mod[buf[ 0 ] - ' 0 ' ];
9 for (i = 0 ;i < len;i ++ ) a[i] = buf[len - 1 - i] - ' 0 ' ;
10 for (;len;len -=! a[len - 1 ]){
11 ret = ret * mod[a[ 1 ] % 2 * 10 + a[ 0 ]] % 5 ;
12 for (c = 0 ,i = len - 1 ;i >= 0 ;i -- )
13 c = c * 10 + a[i],a[i] = c / 5 ,c %= 5 ;
14 }
15 return ret + ret % 2 * 5 ;
16 }
17 int main()
18 {
19 char a[ 1000 ];
20 while (scanf( " %s " , & a) != EOF)
21 {
22 printf( " %d\n " ,lastdigit(a));
23 }
24 return 0 ;
25 }

如何求n!中5的个数

int get5(int n)//计算n!中质因子5的出现次数
{
    if(n==0)
        return 0;
    return n/5+get5(n/5);
}?

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