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计算前 n 个正整数乘积对 1000000007 取模的正确实现方法

风静酱_3575

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发布时间:2026-07-11 12:27:23

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来源于php中文网

原创

计算前 n 个正整数乘积对 1000000007 取模的正确实现方法

在计算大数阶乘(如 n!)并对大质数(如 10⁹+7)取模时,若不及时取模会导致中间结果溢出 long 类型范围,从而产生错误答案;正确做法是在每次乘法后立即取模。

在计算前 n 个正整数乘积(即 n!)并对 1000000007(常记为 mod = 10⁹+7)取模时,若仅在最终结果处取模,中间乘积极易超出 `long` 类型的表示范围(java 中 `long` 最大约为 9.2×10¹⁸),导致整数溢出和错误结果。例如当 n ≥ 21 时,21! ≈ 5.1×10²⁰,已远超 `long` 容量,此时 `ans * i` 会发生静默溢出,后续计算完全失真。

为避免溢出,核心原则是:每一步乘法后立即对 MOD 取模。根据模运算性质 (a × b) % MOD == ((a % MOD) × (b % MOD)) % MOD,我们可在循环中持续维护 ans 始终处于 [0, MOD) 范围内:

final long MOD = 1000000007L;
long ans = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
    ans = (ans * i) % MOD;
}
return ans;

⚠️ 注意事项:

  • 循环起始应为 i = 1(而非 i = 0),否则第一次乘 0 将使结果恒为 0;
  • MOD 必须声明为 long 类型(加 L 后缀),防止整型字面量溢出;
  • 不必额外写 ((ans % MOD) * (i % MOD)) % MOD——因为 i < MOD(n 通常远小于 10⁹+7),且 ans 已被上一轮取模约束在 [0, MOD) 内,直接 (ans * i) % MOD 即安全高效;
  • 若 n ≥ MOD,则 n! % MOD == 0(因阶乘包含因子 MOD),可提前判断优化,但常规题目中 n 一般远小于 MOD。

该方法时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1),是计算大阶乘取模的标准实践,兼顾正确性、效率与代码简洁性。

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