【数学】力扣172:阶乘后的零

给定一个整数 n ,返回 n! 结果中尾随零的数量。
提示 n! = n * (n - 1) * (n - 2) * ... * 3 * 2 * 1
示例:

输入:n = 3
输出:0
解释:3! = 6 ,不含尾随 0

一个数学结论题。

每个尾部的 0 由 2 × 5 = 10 而来,那么可以把阶乘的每一个元素拆成质数相乘,统计有多少个 2 和 5。显然,质因子 2 的数量远多于质因子 5 的数量,因此题目可以转化为阶乘里有多少个质因子 5

class Solution:
    def trailingZeroes(self, n: int) -> int:
        # n 为 0 是一种特殊情况
        if n == 0:
            return 0
        count = 0
        for num in range(1, n + 1):
            while num % 5 == 0:
                num //= 5
                count += 1
        return count

时间复杂度:O(n)。
空间复杂度:O(1)。

第一个自己写的题!!!之前做过的行测题里有类似选择题所以知道思路。第一次没有通过是while写成了if,导致 25 这种含有多个 5 的数字只计入了一次。
image

参考官方解答,思路可以扩展一些,从num == 5开始计算,且每次增量5,因为n∈[0, 4]时count一定为0,而其他数不是5的倍数,没有必要考虑,如果n很大就可以节省很多时间。

class Solution:
    def trailingZeroes(self, n: int) -> int:
        count = 0
        for num in range(5, n + 1, 5):
            while num % 5 == 0:
                num /= 5
                count += 1
        return count

方法2:数学优化
一系列推导之后发现count其实就是image
因此可以通过不断将 n 除以 5,并累加每次除后的 n,来得到答案。

class Solution:
    def trailingZeroes(self, n: int) -> int:
        ans = 0
        while n: # n > 0 时
            n //= 5
            ans += n
        return ans

作者:LeetCode-Solution
链接:https://leetcode-cn.com/problems/factorial-trailing-zeroes/solution/jie-cheng-hou-de-ling-by-leetcode-soluti-1egk/

时间复杂度:O(logn)。
空间复杂度:O(1)。

一行代码:

class Solution:
    def trailingZeroes(self, n: int) -> int:
        return 0 if n == 0 else n // 5 + self.trailingZeroes(n // 5)

在C++中:

int trailingZeroes(int n) {
    return n == 0? 0: n / 5 + trailingZeroes(n / 5);
}
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