• Factorialize a Number——阶乘(fcc算法题)


    题目:Factorialize a Number(计算一个整数的阶乘)

    如果用字母n来代表一个整数,阶乘代表着所有小于或等于n的整数的乘积。

    阶乘通常简写成 n!

    例如: 5! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120

    提示:

    分析:

    Factorial称之为阶乘, 维基百科 是这样描述的“ 一个正整数的阶乘是所有小于及等于该数的正整数的积,并且有 0 的阶乘为 1 。自然数 n 的阶乘写作 n! 。”

    而阶乘函数是 递归(Haskell)函数 典型示例。在JavaScript中可能运用到递归函数。但在实际使用中,你可能没有考虑何时何地递归是有用的,或者使用不好会带来很多问题。

    阶乘函数

    先来简单的看看数学上阶乘函数,开头也说过,阶乘函数的参数是一个自然数,它返回 1 与此数之间所有数的乘积。比如, 6 的阶乘是 1 × 2 × 3 × 4 × 5 × 6 = 720 ,而这样的方式,可以用一种递归函数来表示。如果 n 是 6 ,其模式是:

    0! = 1
    1! = 1
    2! = 2 * 1
    3! = 3 * 2 * 1
    4! = 4 * 3 * 2 * 1
    5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1
    6! = 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1
    

    如此一来,阶乘可以简单的这样定义:

    • 0 的阶乘是 1
    • 任何数的阶乘都是此数乘以比此数小一的数的阶乘

    可以定义一个 factorial() 函数来表示:

    factorial (0) = 1
    factorial (n) = n * factorial (n - 1)
    

    第一行表示 0 的阶乘是 1 ,第二行表示任意别的数 n 的阶乘等于 n 乘以 n-1 的阶乘。注意 那个把 n-1 括起来的括弧:没有这个括弧代码就会被解析称为 (factorial n) - 1 ;函数行为的优先级是很高的,会最先执行 。

    解法1:采用递归函数

    function factorial (num) {
        // 如果num是一个小于0的整数,就会拒绝
        if (num < 0) {
            return -1;
        } esle if (num === 0 || num === 1) {
            // 如果num是一个0或者1,其阶乘是1
            return 1;
        } else {
            // 调用递归
            return (num * factorial (num - 1));
            /*
             * 第一部分:不会只调用一次,会有多个嵌套
             * 每次调用  num === ?      num * factorial (num - 1)
             * 1st     factorial(5)    5 * factorial(5 - 1) => factorial(4)
             * 2nd     factorial(4)    4 * factorial(4 - 1) => factorial(3)
             * 3rd     factorial(3)    3 * factorial(3 - 1) => factorial(2)
             * 4th     factorial(2)    2 * factorial(2 - 1) => factorial(1)
             * 5th     factorial(1)    1 * factorial(1- 1) => factorial(0)
             * 第二部分: 如果条件符合,数字num本身乘于1 => num * 1, 
             * 并且函数将返回总的积
             * 5th => 5 * (5 - 1) => num = 5 * 4 = 20
             * 4th => 20 * (4 - 1) => num = 20 * 3 = 60
             * 3rd => 60 * (3 - 1) => num = 60 * 2 = 120
             * 2nd => 120 * (2 - 1) => num = 120 * 1 = 120
             * 1st => 120 => num = 120
             * 将上面的过程写成一行:(5*(5-1)*(4-1)*(3-1)*(2-1))=5*4*3*2*1=120
             */
        }
    }
    

    去掉注释:

    function factorial (num) {
        if (num < 0) {
            return -1;
        } else if (num === 0 || num === 1) {
            return 1;
        } else {
            return (num * factorial(num - 1));
        }
    }
    

    解法2:使用 while 循环

    function factorial (num) {
        // 第一步:创建一个变量result来存储num结果
        var result = num;
        // 如果num 小于 0, 就会拒绝
        if (num < 0) {
            return -1;
        } else if (num === 0 || num === 1) {
            // 如果num = 0 或者 num = 1,factorial将返回1
            return 1;
        } else {
            // 创建一个while循环
            while (num > 1) {
                // 每次迭代num 自减1
                num--;
                result *= num;
                /*
                 * 迭代次数     num  num--  result   result *= num
                 * 1st          5    4       5        20 = 5 * 4
                 * 2nd          4    3      20        60 = 20 * 3
                 * 3rd          3    2      60        120 = 60 * 2
                 * 4th          2    1      120       120 = 120 * 1
                 * 5th          1    0      120
                 * 结束遍历
                 */
            }
        }
        // 返回factorial最终乘积
        return result;
    }
    

    去掉注释:

    function factorial (num) {
        var result = num;
        if (num < 0) {
            return -1;
        } else if (num === 0 || num === 1) {
            return 1;
        } else {
            while (num > 1) {
                num--;
                result *= num;
            }
        }
        return result;
    }
    

    解法3:使用 for 循环

    function factorial ( num ) {
        // 如果 num 小于 0,factorial将终止
        if (num < 0) {
            return -1;
        } else if (num === 0 || num === 1) {
            // 如果num = 0 或 num = 1,factorial将返回1
            return 1;
        } else {
            // 开始for 循环,每次遍历减1
            for (var i = num - 1; i >= 1; i--) {
                num *= i;
    
                /*
                 *  遍历次数  num   i = num - 1   num *= i       i--  i>= 1?
                 *  1st       5    4 = 5 - 1     20 = 5 * 4      3    yes
                 *  2nd      20    3 = 4 - 1     60 = 20 * 3     2    yes
                 *  3rd      60    2 = 3 - 1     120 = 60 * 2    1    yes
                 *  4th     120    1 = 2 - 1     120 =  120 * 1  0    no
                 *  5th     120    0             120
                 * 结束for循环
                 */
            }
    
        }
        return num;
    }
    

    去掉注释:

    function factorial (num) {
        if (num < 0) {
            return -1;
        } else if (num === 0 || num === 1) {
            return 1;
        } else {
            for (var i = num - 1; i >= 1; i--) {
                num *= i;
            }
        }
        return num;
    }
    

    原题链接:Factorialize a Number

    转自:大漠 - JavaScript算法练习:阶乘(Factorial)函数

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