- Вычисляем итеративный и рекурсивный факториал с помощью Python
- факториал с while
- Решение
- Factorial with a While Loop in Python
- What Is the Factorial of a Number in Mathematics
- Recursion and Factorial in Python
- Alternatives to Calculating the Factorial in Python
- 1. Built-In Factorial Function in Python
- 2. While Loop Factorial in Python
- 3. For Loop Factorial in Python
- Conclusion
Вычисляем итеративный и рекурсивный факториал с помощью Python
По определению, факториал – это произведение положительного целого числа и всех положительных целых чисел, которые меньше или равны данному числу. Другими словами, получение факториала числа означает умножение всех целых чисел от этого числа вплоть до 1.
Факториал – это целое число, за которым следует восклицательный знак.
5! обозначает факториал из пяти.
Чтобы вычислить факториал, мы умножаем число на каждое целое число, меньшее его, пока не дойдём до 1:
Запомните эти простые правила, ведь в этом уроке мы узнаем, как вычислять факториал целого числа с помощью Python, используя циклы и рекурсию. Начнём с вычисления факториала с помощью циклов.
Вычисляем факториал с помощью циклов
Мы можем вычислять факториалы, используя как цикл while , так и цикл for . Общий процесс довольно похож в обоих случаях. Всё, что нам нужно, – это параметр в качестве входных данных и счетчик.
Давайте начнем с цикла for :
def get_factorial_for_loop(n): result = 1 if n > 1: for i in range(1, n+1): result = result * i return result else: return 'n has to be positive'
Возможно, вы заметили, что мы считаем, начиная с 1 до n-числа , в то время как в определении мы описали факториал, как произведение положительного целого числа и всех положительных целых чисел до 1. Но по законам математики:
Проще говоря, (n – (n-1)) всегда равно 1.
Это значит, что не важно, в каком направлении мы считаем. Можем начать с 1 и увеличиваться в направлении n-числа , или он может начинаться с n-числа и уменьшаться в направлении 1. Теперь, когда мы всё объяснили, начнём разбирать функцию, о которой говорили.
Наша функция принимает параметр n , который обозначает число, для которого мы вычисляем факториал. Сначала мы определяем переменную с именем result и присваиваем ей значение 1 .
Вы можете спросить, почему 1, а не 0?
Потому что если бы мы присвоили ему 0, то все последующие умножения на 0, естественно, привели бы к 0.
Затем мы начинаем наш цикл for в диапазоне от 1 до n+1 . Помните, что диапазон Python остановится перед вторым аргументом. Чтобы включить и последнее число, мы просто добавляем еще 1 .
Внутри цикла for мы умножаем текущее значение result на текущее значение вашего индекса i .
Наконец, мы возвращаем конечное значение result . Давайте протестируем нашу функцию и выведем результат:
inp = input("Enter a number: ") inp = int(inp) print(f"The result is: ")
Программа предложит пользователю ввести данные. Мы попробуем с 4 :
Enter a number: 4 The result is: 24
Можете проверить результат на калькуляторе:
4! = 4 * 3 * 2 * 1 = 24.
Теперь давайте посмотрим, как мы можем вычислить факториал, используя цикл while . Вот наша модифицированная функция:
def get_factorial_while_loop(n): result = 1 while n > 1: result = result * n n -= 1 return result
Это очень похоже на цикл for . Только в этот раз, мы движемся от n к 1, что ближе к математическому определению. Протестируем нашу функцию:
inp = input("Enter a number: ") inp = int(inp) print(f"The result is: ")
Enter a number: 4 The result is: 24
Хотя считали наоборот, результат получился тот же.
Рассчитывать факториал с помощью цикла легко. Теперь посмотрим, как вычислить факториал с помощью рекурсивной функции.
Вычисляем факториал с помощью рекурсивной функции
Рекурсивная функция – это функция, которая вызывает саму себя. Определение кажется страшным, но потерпите, и вы поймёте, что это значит.
Обычно каждая рекурсивная функция состоит из двух основных компонентов: базового варианта и рекурсивного шага.
Базовые случаи – это самые маленькие примеры задачи. Также это перерыв, случай, который вернет значение и выйдет из рекурсии. С точки зрения факторных функций, базовый случай – это когда мы возвращаем конечный элемент факториала, который равен 1.
Без базового случая или с неправильным базовым случаем ваша рекурсивная функция может выполняться бесконечно, вызывая переполнение.
Рекурсивные шаги, как следует из названия, являются рекурсивной частью функции, где вся задача преобразуется в нечто меньшее. Если рекурсивный шаг не позволяет уменьшить задачу, то рекурсия опять-таки может выполняться бесконечно.
Рассмотрим повторяющуюся часть факториалов:
5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1
4 * 3 * 2 * 1 = 4!
Другими словами, 5! = 5 * 4! , 4! = 4 * 3! и так далее.
Таким образом, мы можем сказать, что n! = n * (n-1)!. Это будет рекурсивный шаг нашего факториала!
Факториальная рекурсия заканчивается, когда она достигает 1. Это будет наш базовый случай. Мы вернем 1 , если n равно 1 или меньше, покрывая нулевой ввод.
Взглянем на нашу рекурсивную факторную функцию:
def get_factorial_recursively(n): if n
Как вы видите, блок if воплощает наш базовый вариант, в то время как блок else охватывает рекурсивный шаг.
inp = input("Enter a number: ") inp = int(inp) print(f"The result is: ")
Enter a number:3 The result is: 6
В итоге тот же результат. Но на этот код более сложный:
Когда мы вводим данные, функция проверит блок if , и, поскольку 3 больше 1, она перейдет к блоку else . В этом блоке мы видим строчку return n * get_factorial_recursively(n-1) .
Мы знаем значение n , оно равно 3 , но get_factorial_recursively(n-1) еще предстоит его вычислить.
Затем программа вызывает ту же функцию еще раз, но на этот раз наша функция принимает 2 в качестве параметра. Он проверяет блок if , переходит к блоку else и снова встречается с последней строкой. Теперь текущее значение n равно 2 , но программа все равно должна вычислить get_factorial_recursively(n-1) .
Поэтому он снова вызывает функцию, но на этот раз блок if , или, скорее, базовый класс, успешно возвращает 1 и выходит из рекурсии.
Следуя тому же шаблону, он возвращает каждый результат функции, умножая текущий результат на предыдущий n и возвращая его для предыдущего вызова функции. Другими словами, наша программа сначала доходит до нижней части факториала (который равен 1), затем идёт вверх, умножая на каждом шаге.
Также удаляет функцию из стека вызовов одну за другой, пока не будет возвращен конечный результат n * (n-1) .
Обычно именно так работают рекурсивные функции. Некоторые более сложные задачи могут потребовать более глубоких рекурсий с более чем одним базовым случаем или более чем одним рекурсивным шагом. Но на данный момент этой простой рекурсии достаточно, чтобы решить наш факториал!
В этой статье мы рассмотрели, как вычислять факториалы с использованием циклов for и while . Мы также узнали, что такое рекурсия и как вычислять факториал с помощью рекурсии.
Если вам понравилась рекурсия и вы хотите больше практиковаться, попробуйте вычислить последовательность Фибоначчи с помощью рекурсии! И если у вас есть какие-либо вопросы или мысли по поводу нашей статьи, не стесняйтесь делиться ими в разделе комментариев.
факториал с while
Здраствуйте, решыл заняться питоном, вот експерементирую. Подскажыте пожалоста как мне с помощю цикла while написать програмку что-бы у меня получился факториал?
Факториал некторого числа записан в eax, а нужно вывести этот факториал в ebx
Хочу сделать код факториал некторого числа записан в eax, а нужно вывести этот факториал в ebx и.
Факториал. Определить максимальное число, факториал которого хранится в переменной типа int
/*Доброго времени суток ! Задача такова: Пользователь вводит число с клавы. Вывести на экран.
Описать рекурсивные функции вещественного типа, вычисляющие факториал и двойной факториал заданного числа
Описать рекурсивные функции Fact(N) и Fact2(N) вещественного типа, вычисляющие значения факториала.
Вычислить S=сумма от i=1 до n Факториал i/Факториал(n+i)
Дано натуральное число n, вычислить S=сумма от i=1 до n Факториал i/Факториал(n+i) Дальше, чем.
Сообщение было отмечено dia как решение
Решение
x=input("x=") p=1 i=1 while ix: p=p*i i=i+1 print p
Известен факториал числа. Найти это число (факториал числа n равен 1 2 . n )
Известен факториал числа. Найти это число (факториал числа n равен 1 2 . n ) Я написала.
Факториал от 1 до 80
В интернете нашел файл с факториалами и написал программу для чтения факториала из файла, качайте.
факториал (2k+1)!с++
помогите пожалуйста посчитать факториал (2k+1)! и если возможно с построчными комментариями .
Факториал
используя цикл с предусловием,написать прогу вычисления N!
Factorial with a While Loop in Python
To use a while loop to find the factorial of a number in Python:
- Ask a number input.
- Initialize the result to 1.
- Start a loop where you multiply the result by the target number.
- Reduce one from the target number in each iteration.
- End the loop once the target number reaches 1.
Here is how it looks in code:
def factorial(n): num = 1 while n >= 1: num = num * n n = n - 1 return num
To learn more about factorials and some alternative ways to calculate the factorial, please read along.
What Is the Factorial of a Number in Mathematics
In mathematics, the factorial is the product of all positive whole numbers less than or equal to a target number.
The factorial is denoted with an exclamation mark.
For example, let’s calculate the factorial of 5:
5! = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120
In layman’s terms, the factorial answers the question “In how many ways can you form a queue of n persons?”.
Recursion and Factorial in Python
In programming, recursion refers to a function that calls itself.
Usually, calculating the factorial acts as an introduction to recursion in programming courses.
This is because the factorial can be expressed recursively as:
In this expression, there is a factorial operator (!) on both sides.
Essentially, this expression says “Factorial of n equals to n times the factorial of n – 1”.
Let’s use this as a basis to formulate a recursive factorial function in Python:
def factorial(n): if (n==1 or n==0): return 1 else: # n! = n x (n - 1)! return n * factorial(n - 1)
- If the target number is 0 or 1, we are going to return 1, because the factorial of 0 or 1 is 1.
- If the target number is not 0 or 1, we are going to multiply it by the factorial of 1 less than the target.
Now you can test this code to make sure it works:
Alternatives to Calculating the Factorial in Python
You now know what is the factorial of a number and how it is commonly calculated using recursion.
But there are some alternatives, that is:
Let’s go through each of these approaches next.
1. Built-In Factorial Function in Python
Unless you are practicing your Python skills, you should use the built-in factorial function from the math module.
from math import factorial print(factorial(5))
2. While Loop Factorial in Python
Any recursive function can be written as an iterative one.
In other words, you can use a regular loop instead of recursion.
Although, the feasibility to convert a recursive function into an iterative function varies based on the complexity of the function.
When talking about recursive factorial, it is trivial to convert it into an iterative one using a while loop.
- Create a loop where you start a result from 1
- Subtract 1 from the target number
- Multiply the result by it.
- Do this until the target reaches 1 and you have successfully computed the factorial.
Here is how it looks in code:
def factorial(n): num = 1 while n >= 1: num = num * n n = n - 1 return num
3. For Loop Factorial in Python
You can also convert a recursive factorial function to one that uses a for loop in Python.
- Specify a target number.
- Set the result at 1.
- Start a for loop from 1 to the target number + 1.
- Multiply the result by each number in this range.
- Return the result.
Here is how it looks in code:
def factorial(n): num = 1 for i in range(1, n + 1): num = num * i return num
Conclusion
Today you learned how to calculate the factorial of a number using a while loop in Python.
To recap, the factorial of a number is a whole number multiplied by all positive whole numbers less than it.
Commonly, you see factorial being calculated with a recursion. But it is just as fine to calculate the factorial using an iterative approach, that is, a while or a for loop.
If you do not need to implement the factorial yourself, use the built-in math.factorial function in Python.