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大数阶乘算法

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;

}

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