阶乘类,可以精确计算大数的阶乘,10000的阶乘只要1.3秒左右
关于阶乘,老郭和宝宝等前辈做了大量研究,计算速度也达到了非常快的水准。本文宗旨不在于和他们比快,因为他们专门为阶乘做了很多优化。本文介绍的是使用C#直接计算的方法,速度虽然不能跟他们相比,但在一般场合下使用应该是足够的。本文的思想其实是ACM中的一个基本函数,做了一定改动。
这个类中用到了10000进制表示法,我做了一定的尝试,发现在100000进制的情况下速度最快,以下是耗费时间统计表(单位:ms),其中行表示要计算的阶乘,列表示进制。
用这个类计算100000!花费263819.2536ms
代码如下:
//
// 算法:阶乘类
//
// 版权所有(C) Snowdust
// 个人博客 http://blog.csdn.net/snwodust & http://snowdust.cnblogs.com
// MSN & Email snwodust77@sina.com
//
// 此源代码可免费用于各类软件(含商业软件)
// 允许对此代码的进一步修改与开发
// 但必须完整保留此版权信息
//
// 调用方法如下:
// int num = 10000;
// Arithmetic.Factorial f = new Arithmetic.Factorial(num);
// List<int> result = f.Calculate();
// String ret = f.ToString();
// 返回结果:result为100000进制表示的范型,ret为转换成十制制的字符串
//
// 版本历史:
// V0.1 2010-03-17 摘要:首次创建
//
//----------------------------------------------------------------------------- using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text; namespace Arithmetic
{ public class Factorial { #region 定义属性 /// <summary> /// 进制 /// </summary> private int m_BaseNumber = 100000; public int BaseNumber { get { return m_BaseNumber; } } /// <summary> /// 待求阶乘的数 /// </summary> private int m_Number; /// <summary> /// 结果 /// </summary> private List<int> m_Result = new List<int>(); #endregion #region 构造函数 /// <summary> /// 构造函数 /// </summary> /// <param name="n">待求阶乘的数</param> public Factorial(int n) { m_Number = n; m_Result = new List<int>(); } #endregion #region 方法 /// <summary> /// 计算阶乘 /// </summary> /// <returns>结果范型</returns> public List<int> Calculate() { int digit = (int)System.Math.Log10(m_BaseNumber); int len = (int)(m_Number * System.Math.Log10((m_Number + 1) / 2)) / digit;//计算n!有数数字的个数 len += 2; //保险起见,加长2位 int[] a = new int[len]; int i, j; long c; int m = 0; a[0] = 1; for (i = 2; i <= m_Number; i++) { c = 0; for (j = 0; j <= m; j++) { long t = a[j] * i + c; c = t / m_BaseNumber; a[j] = (int)(t % m_BaseNumber); } while (c > 0) { m++; a[m] = (int)(c % m_BaseNumber); c = c / m_BaseNumber; } } for (i = 0; i <= m; i++) { m_Result.Add(a[i]); } return m_Result; } /// <summary> /// 重写ToString方法 /// </summary> /// <returns>结果字符串</returns> public override string ToString() { if (m_Result.Count == 0) { Calculate(); } StringBuilder sb = new StringBuilder(); int digit = (int)System.Math.Log10(m_BaseNumber); sb.Append(m_Result[m_Result.Count - 1]); for (int i = m_Result.Count - 2; i >= 0; i--) { sb.Append(m_Result[i].ToString().PadLeft(digit, '0')); } return sb.ToString(); } #endregion }
}
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