Программа вычисления факториала

Вычисление факториала — это одна из классических задач в программировании, которая часто используется для обучения и демонстрации различных языков программирования. Факториал числа представляет собой произведение всех положительных целых чисел от 1 до этого числа. Этот простой, но интересный математический алгоритм требует хорошего понимания циклов и рекурсии, что делает его идеальным для изучения и сравнения в разных языках программирования. В данной статье мы рассмотрим программы вычисления факториала числа на нескольких популярных языках программирования, таких как C++, C#, Python, Java, Pascal, JavaScript и PHP.

Теория

Алгоритм вычисления факториала числа может быть реализован с использованием цикла или рекурсии. Вот общий алгоритм для вычисления факториала числа n:

Создайте переменную result и инициализируйте ее значением 1. Это начальное значение для вычисления факториала.
Запустите цикл (или рекурсивную функцию) от 1 до n.
На каждом шаге цикла умножьте текущее значение result на текущее значение счетчика (или передайте его как аргумент в рекурсивной функции).
Обновите значение result с учетом умножения.
После завершения цикла (или рекурсивной функции) значение result будет содержать факториал числа n.

Этот алгоритм подходит для большинства языков программирования, и его можно реализовать как с использованием цикла, так и с использованием рекурсии в зависимости от предпочтений и особенностей конкретного языка.

C++

Пример программы на C++, которая вычисляет факториал числа с использованием рекурсии:

#include <iostream>

// Функция для вычисления факториала
unsigned long long factorial(int n) {
    if (n == 0) {
        return 1; // Факториал 0 равен 1
    } else {
        return n * factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
    }
}

int main() {
    int num;

    std::cout << "Введите число для вычисления факториала: ";
    std::cin >> num;

    if (num < 0) {
        std::cout << "Факториал отрицательного числа не определен." << std::endl;
    } else {
        unsigned long long result = factorial(num);
        std::cout << "Факториал " << num << " равен " << result << std::endl;
    }

    return 0;
}

Эта программа запрашивает у пользователя целое число и затем вычисляет его факториал с использованием рекурсивной функции factorial. Пожалуйста, обратите внимание, что факториал отрицательного числа не определен, и программа выполняет соответствующую проверку.

C#

Пример программы на C#, которая вычисляет факториал числа с использованием рекурсии:

using System;

class Program
{
    // Функция для вычисления факториала
    static ulong Factorial(int n)
    {
        if (n == 0)
        {
            return 1; // Факториал 0 равен 1
        }
        else
        {
            return (ulong)n * Factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
        }
    }

    static void Main()
    {
        Console.Write("Введите число для вычисления факториала: ");
        int num = int.Parse(Console.ReadLine());

        if (num < 0)
        {
            Console.WriteLine("Факториал отрицательного числа не определен.");
        }
        else
        {
            ulong result = Factorial(num);
            Console.WriteLine($"Факториал {num} равен {result}");
        }
    }
}

Python

Пример программы на Python, которая вычисляет факториал числа:

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1  # Факториал 0 равен 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)  # Рекурсивный вызов для вычисления факториала

try:
    num = int(input("Введите число для вычисления факториала: "))
    if num < 0:
        print("Факториал отрицательного числа не определен.")
    else:
        result = factorial(num)
        print(f"Факториал {num} равен {result}")
except ValueError:
    print("Ошибка: Введите целое число.")

Java

Пример программы на Java, которая вычисляет факториал числа:

import java.util.Scanner;

public class FactorialCalculator {

    // Метод для вычисления факториала
    public static long factorial(int n) {
        if (n == 0) {
            return 1; // Факториал 0 равен 1
        } else {
            return (long) n * factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Введите число для вычисления факториала: ");

        try {
            int num = scanner.nextInt();
            if (num < 0) {
                System.out.println("Факториал отрицательного числа не определен.");
            } else {
                long result = factorial(num);
                System.out.println("Факториал " + num + " равен " + result);
            }
        } catch (java.util.InputMismatchException e) {
            System.out.println("Ошибка: Введите целое число.");
        }
    }
}

Pascal

Пример программы на Pascal, которая вычисляет факториал числа:

program FactorialCalculator;

function Factorial(n: integer): int64;
begin
    if n = 0 then
        Factorial := 1  // Факториал 0 равен 1
    else
        Factorial := int64(n) * Factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
end;

var
    num: integer;
    result: int64;
begin
    Write('Введите число для вычисления факториала: ');
    Readln(num);

    if num < 0 then
        WriteLn('Факториал отрицательного числа не определен.')
    else
    begin
        result := Factorial(num);
        WriteLn('Факториал ', num, ' равен ', result);
    end;
end.

JavaScript

Пример программы на JavaScript, которая вычисляет факториал числа:

function factorial(n) {
    if (n === 0) {
        return 1; // Факториал 0 равен 1
    } else {
        return n * factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
    }
}

const readline = require('readline');

const rl = readline.createInterface({
    input: process.stdin,
    output: process.stdout
});

rl.question('Введите число для вычисления факториала: ', (input) => {
    const num = parseInt(input);

    if (isNaN(num) || num < 0) {
        console.log('Ошибка: Введите неотрицательное целое число.');
    } else {
        const result = factorial(num);
        console.log(`Факториал ${num} равен ${result}`);
    }

    rl.close();
});

Эта программа использует встроенный модуль readline для взаимодействия с пользователем через консоль. Она запрашивает у пользователя целое число, затем вычисляет его факториал с использованием рекурсивной функции factorial. При вводе отрицательного числа или нечислового значения программа выводит сообщение об ошибке.

PHP

Пример программы на PHP, которая вычисляет факториал числа:

<?php
function factorial($n) {
    if ($n == 0) {
        return 1; // Факториал 0 равен 1
    } else {
        return $n * factorial($n - 1); // Рекурсивный вызов для вычисления факториала
    }
}

echo "Введите число для вычисления факториала: ";
$handle = fopen("php://stdin","r");
$num = intval(trim(fgets($handle)));

if ($num < 0) {
    echo "Факториал отрицательного числа не определен.\n";
} else {
    $result = factorial($num);
    echo "Факториал $num равен $result\n";
}

fclose($handle);
?>

Эта программа использует функцию fgets() для считывания целого числа из стандартного ввода. Затем она вычисляет факториал этого числа с использованием рекурсивной функции factorial. При вводе отрицательного числа программа выводит сообщение об ошибке.