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The Last Non-zero Digit

文章目錄

    • 題意
    • (beican)曆程
    • 正解1
    • 正解2
    • Code(正解2的)

題意

題目連結

本題大意為 給定m,n

求: P n m P^m_n Pnm​的最後一位非0的數

(P在排列組合中就相當于A)

(beican)曆程

看到題目 什麼都不會的我一臉懵

(洛谷的限制太水了

vjudge上時限1s

我們按嚴格的來)

但仔細想了一下 我仍然隻發現暴力是不可以的

我暴力的思路是 乘起來

但直接乘會爆 就留個9位吧(感覺有點靠運氣)

這樣的思路肯定是錯的 (像這位小哥)

也不要想去優化 不然就像我搞了半天 仍然

TLE

接着 再仔細想想 發現求最後一位非0的數 隻需要我們在算的過程中除10

又知道 P n m P^m_n Pnm​ = n ! ( n − m ) ! \frac{n!}{(n -m)!} (n−m)!n!​ = ∏ i = n − m + 1 n \prod^n_{i=n-m+1} ∏i=n−m+1n​i

換言之我們需要将含有因子2和5的除*掉

BTW将因子2和因子5的數量統計

因為一個10是由一個2和一個5乘得得

直接除*掉不能保證因子2與因子5數量相等

需要把多的乘回去(用快速幂)

for(i = n;i > n - m;i--)
	 {
	    	int j = i;
	    	while(j % 2 == 0)
	    	{
	    		j /= 2;
	    		d2++;
			}
	    	while(j % 5 == 0)
	    	{
	    		j /= 5;
	    		d5++;
			}
			
			ans = (ans * j) % 10;
		}
if(d2 > d5)
			More = qkpow(2,d2 - d5);
		else if(d5 > d2) More = qkpow(5,d5 - d2);

           

整體的代碼大緻如下

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
 
using namespace std;

long long d2,d5,More,ans;
inline long long qkpow(int val,int n)
{
	long long rest = 1;
	while(n)
	{
		if(n & 1)
			rest = val * rest % 10;
		val = val * val % 10;
		n >>= 1;
	}
	return rest;
}
int main()
{
    int i,n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
    	d2 = d5 = 0;
    	More = ans = 1;
	    for(i = n;i > n - m;i--)
	    {
	    	int j = i;
	    	while(j % 2 == 0)
	    	{
	    		j /= 2;
	    		d2++;
			}
	    	while(j % 5 == 0)
	    	{
	    		j /= 5;
	    		d5++;
			}
			
			ans = (ans * j) % 10;
		}
		if(d2 > d5)
			More = qkpow(2,d2 - d5);
		else if(d5 > d2) More = qkpow(5,d5 - d2);
		printf("%lld\n",ans * More % 10);
	}
    return 0;
}
           

**然後又

TLE

**了

然後我不相信我不能成功

又yy出來一個優化版本

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
 
using namespace std;

long long d2,d5,More,ans;
inline long long qkpow(int val,int n)
{
	long long rest = 1;
	while(n)
	{
		if(n & 1)
			rest = val * rest % 10;
		val = val * val % 10;
		n >>= 1;
	}
	return rest;
}
int main()
{
    int i,n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
    	if(m == 0)
    	{
    		printf("1\n");
    		continue;
		}
    	d2 = d5 = 0;
    	More = ans = 1;
	    for(i = n;i > n - m;i--)
	    {
	    	int j = i,k;
	    	for(k = 1;!(j & k);k <<= 1,d2++);
	    	j /= k;
	    	while(j % 5 == 0)
	    	{
	    		j /= 5;
	    		d5++;
			}
			ans = (ans * j) % 10;
		}
		if(d2 > d5)
			More = qkpow(2,d2 - d5);
		else if(d5 > d2) More = qkpow(5,d5 - d2);
		printf("%lld\n",ans * More % 10);
	}
    return 0;
}
           

TLE

正解1

其實粗略估一下時間複雜度O(n l o g n log_n logn​m)(m為詢問數)

0 <= N<= 20000000

明顯不行 (這題還有點坑,她沒說詢問數上線)

然後我又想了下離線優化(沒YY出來)

最後 我又搞了搞事情 我寫了個預處理

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
 
using namespace std;
const int MAXN = 20000001;
int d2,d5,More,ans,a[MAXN][3];
inline int qkpow(int val,int n)
{
	int rest = 1;
	while(n)
	{
		if(n & 1)
			rest = val * rest % 10;
		val = val * val % 10;
		n >>= 1;
	}
	return rest;
}
int main()
{
    int i,n,m;
    for(i = 1;i < MAXN;i++)
    	if(i % 2 != 0&&i % 5 != 0) a[i][2] = i;
    	else {
    		if(i % 2 == 0) a[i][0] = a[i / 2][0] + 1,a[i][2] = a[i / 2][2]; 
    		if(i % 5 == 0) a[i][1] = a[i / 5][1] + 1,a[i][2] = a[i / 5][2];
		}
	a[i][2]存i去掉她的所有2,5因子後的值(如 i = 6 那麼a[i][2] = 3)
	a[i][0]存i含的因子2的數量
	a[i][1]存i含的因子5的數量
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
    	if(m == 0)
    	{
    		printf("1\n");
    		continue;
		}
		int i,tot = 1,d2,d5;
		d2 = d5 = 0;
    	for(i = n;i > n - m;i--)
    	{
    		tot = tot *a[i][2] % 10;
    		d2 += a[i][0];
    		d5 += a[i][1];
		}
		int More = 1;
		if(d2 > d5) More = qkpow(2,d2 - d5);
		else More = qkpow(5,d5 - d2);
		tot = tot * More % 10;
		printf("%d\n",tot);
	}
    return 0;
}
           

然後慘痛

MLE

(空間超限)(請妳不要用看hen**tai 的眼神看我)

估一下空間

衆所周知 一int占4位元組

1b(byte) = 1 位元組

我用了20000000 * 3 * 4b

即240000kb

但是題目限制65536 kB

阿勒 \color{red}\text{阿勒} 阿勒

我沒超限啊?

不管了 錯了就是錯了 事實如此 無需詭辯

然後去看題解

好多長得一樣的 (我不知道為什麼,真de不知道)

然後寫得一點都不富有親和力

(于是我決定詳詳細細地寫一篇(好像已經很長了))

但是 我們可以考慮用

short int

來存

a[i][2]

隻存i去掉她的所有2,5因子後的值的個位

a[i][0]

存i含的因子2的數量

a[i][1]

存i含的因子5的數量

a[i][0] 可以 與 a[i][1]相等部分可以抵消(是以a[i][0] 和 a[i][1]中始終有一個是0)

易發現

2 1 2^1 21 = 2 2 2 2^2 22 = 4 2 3 2^3 23 = 8 2 4 = 6 2^4 = 6 24=6 2 5 = 2 2^5 = 2 25=2

以上都是mod 10後的 可以發現有循環産生

5也有相同情景 就可以采用某種神奇的存儲方式

達到用short int存的效果

這裡就點到為止 不再展開(感興趣的同學可以向這個方向想一下)

我是沒有想出來的

妳才沒有被坑

讓我們把精力放在真正的正解上(滑稽

正解2

思路不變仍然要統計2,5的個數

不過不枚舉 直接從整個階乘去求

inline int kiyo(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return (n / div + kiyo(n / div,div));
}
           

div為求的數

如 求 5!中含因子2的個數

kiyo(5,2)

return 0;

很好了解

但 為什麼

return (n / div + kiyo(n / div,div));

n / div 是針對1~n的含div的個數

但考慮到 kiyo(5,2) 中有4這種情況

4中有兩個2但n / div隻統計了一次

kiyo(n / div,div)

就是為了統計未統計到的

舉個栗子

kiyo(10,2)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1第一次

n / div

1 2 3 4 5第二次

n / div

0 1 0 1

但由于第二次是除了一次2的

是以實際算的是

2 4 6 8 10

0 1 0 1 0

類似的

最終可得

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 0 2 0 1 0 3 0 1 8

再用

kiyo(n,div)

-

kiyo(n - m,div)

在logn的時間複雜度内求出2,5的個數

也許有同學會想到 那麼再求出3,7的個數就行了啊

因為 偶數都可以轉化為對應的奇數

而 1 3 5 7 9中

1不管

9是3的倍數

5已經求了

把7,3求一下

OK!

然後 妳 就 華麗地爆零 瞬間成為奧林匹斯山上的宙斯

Why?

因為 13 17 等雖不是3,7的倍數 卻有3,7

是以 求的應該是末位是3,7,9的的數的個數

以下即為求法

get(a,b)

即求1~a中有多少末位為b的

inline int odd(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return n / 10 + (n % 10 >= div) + odd(n / 5,div);
	按以下分步的
	1  2   3  4  5  6  7  8  9  10
	11 12  13 14 15 16 17 18 19 20
	....
	n+1 n+2...
	是以是先 n / 10 代表有幾層就有幾個末位是div的
	但考慮到可能n是10a+b(b<10)的形式就有可能還有1個
	 是以(n % 10 >= div)
	但以上沒有考慮5
	如15/5=3
	而除以5的操作是之前進行的 這裡沒有記錄15仍然是15
	是以還需 odd(n / 5,div)跟上面kiyo含意類似
	類似地 同學可能會說6不是還要除以2嗎 為什麼不再調用一個odd(n / 2,div)
	因為get()已經解決了該問題
}
inline int get(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return (get(n / 2,div) + odd(n,div));
	分成奇偶兩個數列
	因為算的都是1~n
	是以隻有兩種情況
	Case1:n ≡ 0 (mod 2)
	可以分為
	1 3 5...n-1
	這邊(上面)的就可以調odd()函數算了
	為什麼odd()的不除以2呢? 因為odd()預設算奇數
	2 4 6...n
	進行除2操作類似于odd的除5操作
	Case2:n ≡ 1 (mod 2)
	1 3 5...n
	2 4 6...n-1
	其實與Case1差不多int a = b / 2;
	b為奇的話 就相當于(b-1)/2
	不影響get(n / 2,div)
	odd(n,div)直接傳的n多的那一位也有考慮在内
}
           

由此可以得到含因子2,5的數量

和1~n中末位為3,7,9的數量

還需

因為求的是 P n m P^m_n Pnm​ = n ! ( n − m ) ! \frac{n!}{(n -m)!} (n−m)!n!​ = ∏ i = n − m + 1 n \prod^n_{i=n-m+1} ∏i=n−m+1n​i

Code(正解2的)

#include <cstdio>
#include <vector>
 
using namespace std;

inline int qkpow(int val,int n)
{
	int rest = 1;
	while(n)
	{
		if(n & 1)
			rest = val * rest % 10;
		val = val * val % 10;
		n >>= 1;
	}
	return rest;
}
inline int kiyo(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return (n / div + kiyo(n / div,div));
}
inline int odd(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return n / 10 + (n % 10 >= div) + odd(n / 5,div);
}
inline int get(int n,int div)
{
	if(n == 0) return 0;
	return (get(n / 2,div) + odd(n,div));
}
int main()
{
	int n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
    	無限輸入
    	int ans = 1;
    	int t2 = kiyo(n,2) - kiyo(n - m,2);
    	int t5 = kiyo(n,5) - kiyo(n - m,5);
    	計算含2,5因子數
    	int t3 = get(n,3) - get(n - m,3);
    	int t7 = get(n,7) - get(n - m,7);
    	int t9 = get(n,9) - get(n - m,9);
    	算末位為3,7,9的數的個數
    	if(t2 > t5) ans = ans * qkpow(2,t2 - t5) % 10;
    	else ans = ans * qkpow(2,t5 - t2) % 10;
    	ans = ans * qkpow(3,t3) % 10;
    	ans = ans * qkpow(7,t7) % 10;
    	ans = ans * qkpow(9,t9) % 10;
    	套快速幂 logn
    	好像在這裡還有O(1)的做法 不太懂 感興趣的同學可以去看看其它部落格
    	printf("%d\n",ans);
	}
    return 0;
}
           

恭喜妳

又能AC一題

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