应避免用std::tgamma或阶乘公式直接计算大数组合数,而采用迭代乘除法控制中间值;unsigned long long可安全计算至C(67,33),超限需用boost::multiprecision::cpp_int等高精度方案。

直接用 std::tgamma 计算大数 C(n, m) 容易精度丢失
当 n 超过 20 左右,用阶乘公式 C(n,m) = n! / (m! * (n-m)!) 直接算 double 或 long double 会迅速溢出或失真。比如 std::tgamma(n+1) 在 n=171 就返回 inf(超出 double 表示范围)。更糟的是,中间结果远大于最终结果,导致有效数字被截断。
实际应避免全阶乘:改用迭代乘除,边乘边除,控制中间值在合理范围内。
- 从
max(m, n-m)开始向上累乘分子,向下累除分母,减少迭代次数 - 用
unsigned long long可安全算到C(67, 33) ≈ 1.4e19(接近ULLONG_MAX) - 超过这个范围必须上高精度(如
boost::multiprecision::cpp_int或手写数组)
用 unsigned long long 迭代实现安全整数版 C(n,m)
这是最常用、零依赖、兼顾速度与可读性的方案。核心是把组合数拆成连乘积:C(n,m) = ∏_{i=1}^m (n - m + i) / i,并保证每一步除法整除(数学上成立)。
unsigned long long comb(unsigned n, unsigned m) {
if (m > n) return 0;
if (m > n - m) m = n - m; // 利用对称性减少循环
unsigned long long res = 1;
for (unsigned i = 0; i < m; ++i) {
res = res * (n - i) / (i + 1); // 先乘后除,整除成立
}
return res;
}注意:res * (n - i) 这一步仍可能溢出——所以务必在 n 较大时加溢出检查,或改用 __builtin_mul_overflow(GCC/Clang)。
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需要支持 n > 67?用 boost::multiprecision::cpp_int
标准库不提供大整数,但 boost::multiprecision 是事实上的补充。它支持任意精度整数,且语法几乎和原生类型一致,适合科学计算或算法验证场景。
需链接 -lboost_system(部分平台),头文件为 :
#includeusing namespace boost::multiprecision; cpp_int comb_big(unsigned n, unsigned m) { if (m > n) return 0; if (m > n - m) m = n - m; cpp_int res = 1; for (unsigned i = 0; i < m; ++i) { res *= (n - i); res /= (i + 1); } return res; }
性能比 ULLONG_MAX 版慢 10–100 倍,但换来的是完全无溢出风险。调试时可直接 std::cout 打印完整十进制结果。
std::next_permutation 和 std::next_combination 不是标准库函数
很多人搜“C++ 排列组合库函数”,误以为有类似 std::next_combination 的东西。实际上只有 std::next_permutation(用于生成全排列),而组合没有对应标准函数。
若需枚举所有大小为 m 的子集(即所有组合),常见做法是:
- 用
std::vector,设前mask(n, false) m位为true,再用std::next_permutation(mask.begin(), mask.end())枚举所有掩码 - 每次循环中,遍历
mask收集下标,构造一个组合 - 注意:该方法时间复杂度
O(C(n,m) × n),仅适用于n ≤ 30且m不极端的情况
真正高频使用组合数的场景(比如 DP、数论题),几乎都只需求值而非枚举;枚举本身应按需定制,避免依赖不存在的“标准组合函数”。











