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

来源:互联网 发布:angular route.js下载 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 10:26

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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