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📜  找到最小的X,使X!至少包含Y个尾随零。(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:45.861000             🧑  作者: Mango

找到最小的X,使X!至少包含Y个尾随零。

在计算机科学中,阶乘的尾随零指阶乘结果中末尾连续零的数量。现在要找到最小的X,使 X! 至少包含 Y 个尾随零。

解法

可以使用二分查找和数学公式来解决此问题。首先,我们注意到尾随零的数量实际上是由质因数 5 和 2 造成的。由于质因数 2 的数量明显比质因数 5 多得多,我们只需要考虑质因数 5 的数量。因此,我们要找到至少包含 Y 个尾随零的阶乘,实际上就是要找到一个最小的 X,使得 X! 有至少 Y 个质因数 5。

现在我们可以使用二分查找来查找 X 值。假设我们要找的 X 落在区间 [left, right] 中间。 我们首先计算中间值 mid,然后计算 mid! 中包含的质因数 5 的数量 count。如果 count 大于 Y,则说明 mid 太大了,我们需要在左侧继续查找,将 right 更新为 mid - 1;如果 count 小于 Y,则说明 mid 太小了,我们需要在右侧继续查找,将 left 更新为 mid + 1。如果 count 等于 Y,则说明我们已经找到了一个符合要求的 X,可以返回 mid 值。

代码实现

下面是使用 Python 语言实现的代码。其中,函数 find_min_x 返回最小的 X 值,使得 X! 至少包含 Y 个尾随零。

def find_min_x(Y):
    left, right = 0, Y * 5
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        count = 0
        num = 5
        while num <= mid:
            count += mid // num
            num *= 5
        if count >= Y:
            right = mid - 1
        else:
            left = mid + 1
    return left
性能考虑

由于我们需要计算 mid! 中质因数 5 的数量,因此算法的时间复杂度为 O(log X * Y)。

程序员在使用此算法时,应注意 Y 的范围和返回值的数据类型。当 Y 很大时,可能会导致计算量非常大,从而影响算法的性能。同时,返回值的数据类型也需要考虑,因为 X 可能非常大,需要使用 long long 类型保存结果。