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C++中用类实现阶乘计算的方法

2023-07-13 16:04:05 深夜i -- --

C++ 类阶乘计算实现方法对象导向

阶乘计算是数学中常见的问题之一，也是各种编程语言练手的题目。在C++中，我们可以使用类来实现阶乘的计算并且还可以实现高精度计算，下面就让我们来了解一下实现阶乘的方法。

关于阶乘的计算，我们都知道，阶乘的定义是：n!=n*(n-1)*(n-2)*...*2*1。如果用循环实现，代码可能会比较繁琐，而且不便于扩展。因此，在C++中，我们可以使用类来实现阶乘计算。

首先，我们定义一个类Factorial，这个类有一个私有成员factorial，存储计算的结果。在构造函数中，我们初始化factorial为1，这样可以避免在计算阶乘时出现错误。在类中，我们定义了一个公有成员函数（也可以是静态成员函数），用来计算阶乘。

在计算阶乘时，我们可以使用递归或循环的方式，递归的方式会比较简洁，但是会增加程序的调用次数，耗费更多的资源。这里我们采用循环的方式来计算阶乘。计算方法是从1到n，每次将当前的结果乘上计数器累加的数值。

下面是用类实现阶乘计算的代码：


class Factorial {
private:
  string factorial;  //存放阶乘结果
public:
  //初始化阶乘结果为1
  Factorial()
    factorial = "1";
  
  //计算n的阶乘
  void compute_factorial(int n) {
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
      int carry = 0; //进位数
      for (auto& c : factorial) {
        int temp = (c - '0') * i + carry;  //乘法结果加上进位数
        c = temp % 10 + '0';  //更新当前位的值
        carry = temp / 10; //计算进位数
      }
      while (carry) { //如果还有进位，继续计算
        factorial += (carry % 10 + '0'); //添加新的一位
        carry /= 10;  //计算余数
      }
    }
  }
  //输出阶乘结果
  void print_factorial() {
    reverse(factorial.begin(), factorial.end());  //颠倒顺序，方便输出
    cout << factorial << endl;
  }
};

在上面的代码中，use string variable to store factorial number，这个实现阶乘计算的类有一个计算阶乘的公有成员函数compute_factorial()，在这个函数中，我们使用两个循环，一个是从1到n的计数器循环，另一个是对factorial中的每个数位进行乘法运算，并计算进位。计算完成后，我们将结果保存在factorial中，并使用reverse()函数颠倒顺序，输出时方便查看。

使用这个类的方法很简单，只需要在主函数中创建一个类对象，调用compute_factorial()函数计算阶乘即可，例如：


int main() {
  int n = 10;
  Factorial f;  //创建类对象
  f.compute_factorial(n); //计算阶乘
  f.print_factorial();  //输出结果
  return 0;
}

这段代码会输出10的阶乘：3628800。

以上就是使用C++类实现阶乘计算的方法。使用类可以将计算结果保存在对象中，方便后续的使用，而且可以实现高精度计算。对于初学者来说，熟练掌握类的使用对编程的提高也极为重要。

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