求阶乘n!末尾0的个数溢出了怎么办

小林最近遇到一个问题:“对于任意给定的一个正整数n,统计其阶乘n!的末尾中0的个数”,这个问题究竟该如何解决?

  • 先用n=5来解决这个问题。n的阶乘即n!=5!=5*4*3*2*1=120,显然应该为2个数相乘等于10才能得到一个结尾0,仔细遍历1,2,3…10,发现只有2*5=10才是得到末尾0的唯一方式。

  • 而n!中5的倍数个数小于2的倍数个数,所以n!的末尾的0的个数应为:n!中每个个数中5的倍数的个数之和。所以代码如下:

#includeint main(int argc,char *argv[])
{
int n;
int sum=0;
int i, k;
printf("Pleast input a positive number: ");
scanf("%d",&n);            //循环控制变量
long long multiply=1L;
int j;
for(j=n;j>=1;--j){
    multiply*=j;
}
printf("The factorial of %d is:%ld\n",n,multiply);
for(i=5; i<=n; i=i+5)      //只有5的倍数才含5的因子
{
    int m=i;
    for(k=0; m%5==0; k++)
        m=m/5;
    sum=sum+k;
}
printf("The number of zero in %d! is: %d",n,sum);
return 0;
}

注意
这个问题的通常解法是:求出n!的值,然后再算出结尾0的个数。但这样做有个问题,就是n!在n=13及以上时就已经非常大了,已经溢出了long long型整数所能保存的最大值。也就是说,在n=13及以上时不能用通常解法。这就是本篇文章解法的意义,这也是许多此类面试题的解法。
13!=6,227,020,800‬,但下图显示的13!的结果为1932053504,这是溢出long long整型值后的值。
溢出示意图如下:

  • 如何计算溢出后的值是多少?
    拿13!=6,227,020,800来举例,保存它的值的数据类型为long long,大小为4个字节,最大值为2147483648,用6227020800%2147483648得出的值即为1932053504。这个值就是示例中显示出来的结果,但它的值已被截取了。

  • 如何心算出本篇文章给出的面试题?
    拿26!举例,先取出可以得出结尾0的单个数:5、10、15、20、25。再求出每个数字的以5为底的对数值的floor值,再求出这些值之和即为答案。如下图:


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