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N!分解素因子及若幹問題【轉載】

公式 組合數 偶數 規模 color tar 推出 如何 orz

這裏寫的非常好http://www.cnblogs.com/openorz/archive/2011/11/14/2248992.html,感謝博主,我這裏就直接用了。

將N!表示成

N! = p1^t1*p2^t2*…pi^ti…*pk^tk(其中p1,p2……pk是素數,1<N<= 10^6)

顯然很容易通過素數篩選求出pi,因為1<pi<=N,關鍵是如何快速地求出ti。

我們先來看一下對於2這個素因子,把N!分成兩部分,即奇偶兩部分

假設N是偶數

N!

=1*2*3*4*5……N

=(2*4*6……) * (1*3*5……)

因為有N/2個偶數,所以偶數部分可以提出N/2個2,

=2^(N/2) * (1*2*3*……N/2) * (1*3*5*……)

=2^(N/2) * (N/2)! * (1*3*5*……)

看到了嗎!神奇的事情發生了,N規模的問題轉化成了N/2的問題了。上面假設了N是偶數,當然N是奇數時也是一樣的,只要規定這裏的除法是取整就可以了

於是有遞推公式 f(n,2) = f(n/2,2) + n/2,表示n!中2的個數。

用同樣的方法可以推出 f(n,p) = f(n/p) + n/p,表示n!中素數p的個數。

於是有代碼

1 int f(int n,int p)
2 {
3     if(n==0) return 0;
4     return f(n/p) + n/p;
5 }


將問題推廣一下:

問題1:N!的末尾有幾個0?

因為 10 = 2*5,所以只要知道N!有多少個2和多少個5,問題就解決了。Min(f(n,2),f(n,5)) 顯然f(n,2)>f(n,5),所以問題就轉化成了求f(n,5)。

問題2:N!的轉化成12進制之後,末尾有幾個0?

和問題一樣,12=2*2*3,所以只要求Min(f(n,2)/2,f(n,3)),就可以了。

問題3: 求組合數C(n,m)(mod p)

C(n,m)=n!/(m!*(n-m)!) ,只要對分子和分母分別分解素因子,然後因為C(n,m)肯定是整數,所以C(n,m)肯定可以表示成p1^t1*p2^t2*......pi^ti的形式,只要拿分子素因子的冪減去分母對應的素因子的冪即可。好了,後面就簡單了,二分快速冪取模......

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