大数阶乘算法
前几天朋友问我一个问题:“10000的阶乘怎么算?”当时我就有点懵,“10000”这个数字太大了,无论用什么数据类型保存结果都会溢出。这可怎么办呢?一时间束手无策。然后被一顿鄙视。后来经朋友的提醒,才恍然大悟,终于知道怎么实现了,原来是使用数组来模拟数字,这样无论结果数字有多大,只要数组的长度够长就能表示出来,用这个办法可以进行大数据的运算。看起来还是挺有用的。我把它用程序实现出来,如果有用到的地方还可以借鉴一下。(最起码还可以拿来鄙视别人^_^)
首先定义一个足够长的数组。
拿10000的阶乘为例,最后的结果长度是35660位,所以我们定义一个40000个成员的数组就可以了。
int result[40000];
其核心思想就是把计算结果每一位上的数字保存到一个数组成员中,例如:
把124保存至数组中,保存结果应该是
result[0] 4
result[1] 2
result[2] 1
这样肯定是没有问题的,一个int型数据存放一个小于10的数是绝对不会溢出。但是处理起来就稍微有点麻烦。
把整个数组看成一个数字,这个数字和一个数相乘的时候,需要每一位都和这个乘数进行相乘运算还需要把前一为的进位加上。运算方法和小学数学是一样的,乘积的个位是当前位上应该表示的数字,10位以上的需要进位。因为乘数不可能大于10000,所以乘数和一个小于10的书相乘的时候不会大于100000,再加上前一位的进位用一个int型数据来保持这个结果就没有问题。写法如下:
int 结果 = result[x] * 乘数 + 进位;
每一位的计算结果有了,把这个结果的个位数拿出来放到这个数组元素上:
result[x] = 结果%10;
接下来的工作就是计算出进位:
进位 = 结果 / 10;
这样一位一位的把整个数组计算一遍,最后可能还有进位,用同样的方法,把进位的数值拆成单个数字,放到相应的数组元素中。
最后输出一下结果,从最高位吧数字打印一遍就OK了。完整程序如下,在VC6.0下调试通过。
#include <stdio.h>
int main()
{
int carry,n,j;
int a[40001];
int digit;
int temp,i;
while(scanf("%d",&n)!=EOF){
a[0]=1;digit=1;
for(i=2; i<=n; i++)
{
for(carry=0,j=1; j<=digit; ++j)
{
temp=a[j-1]*i+carry;
a[j-1]=temp%10;
carry=temp/10;
}
while(carry)
{
//digit++;
a[++digit-1]=carry%10;
carry/=10;
}
}
for(int k=digit; k>=1; --k)
printf("%d",a[k-1]);
printf("\n");
printf("length=%d\n",digit);
}
return 0;
}