1. 概述
给定一个非负整数n，阶乘是所有小于或等于n的正整数的乘积。
在本快速教程中，我们将探索在Java中计算给定数字阶乘的不同方法。
2. 20以内的阶乘
2.1 使用for循环计算阶乘
让我们看一下使用for循环的基本阶乘算法：
public long factorialUsingForLoop(int n) {
long fact = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
fact = fact * i;
}
return fact;
}
上述解决方案对于不超过20的数字有效，但是，如果我们尝试大于20的数字，则将失败，因为结果太大，无法放入long中，从而导致溢出。
让我们再看几个，注意每个都只适用于较小的数字。
2.2 使用Java 8 Streams计算阶乘
我们还可以使用Java 8 Stream API轻松计算阶乘：
public long factorialUsingStreams(int n) {
return LongStream.rangeClosed(1, n)
.reduce(1, (long x, long y) -> x * y);
}
在这个程序中，我们首先使用LongStream来遍历1到n之间的数字。然后我们使用reduce()函数，它使用一个标识值和一个累加器函数来完成归约步骤。
2.3 使用递归计算阶乘
让我们看另一个阶乘程序的例子，这次使用递归：
public long factorialUsingRecursion(int n) {
if (n <= 2) {
return n;
}
return n * factorialUsingRecursion(n - 1);
}
2.4 使用Apache Commons Math计算阶乘
Apache Commons Math有一个CombinatoricsUtils类，它有一个静态factorial方法，我们可以使用它来计算阶乘。
为了包含Apache Commons Math，我们将commons-math3依赖添加到pom中：
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-math3</artifactId>
<version>3.6.1</version>
</dependency>
让我们看一个使用CombinatoricsUtils类的示例：
public long factorialUsingApacheCommons(int n) {
return CombinatoricsUtils.factorial(n);
}
请注意，它的返回类型是long，就像我们自己开发的解决方案一样。
这意味着如果计算值超过Long.MAX_VALUE，则会抛出MathArithmeticException。
为了变得更大，我们将需要不同的返回类型。
3. 大于20的阶乘
3.1 使用BigInteger计算阶乘
如前所述，long数据类型仅适用于n <= 20的阶乘。
对于较大的n值，我们可以使用java.math包中的BigInteger类，该类可以保存最大为2^Integer.MAX_VALUE的值：
public BigInteger factorialHavingLargeResult(int n) {
BigInteger result = BigInteger.ONE;
for (int i = 2; i <= n; i++)
result = result.multiply(BigInteger.valueOf(i));
return result;
}
3.2 使用Guava进行阶乘
Google的Guava库还提供了一种用于计算较大数字的阶乘的实用方法。
为了包含该库，我们可以将其guava依赖添加到pom中：
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>31.0.1-jre</version>
</dependency>
现在，我们可以使用BigIntegerMath类中的静态阶乘方法来计算给定数字的阶乘：
public BigInteger factorialUsingGuava(int n) {
return BigIntegerMath.factorial(n);
}
4. 总结
在本文中，我们看到了使用核心Java以及一些外部库来计算阶乘的几种方法。
我们首先了解了使用long数据类型计算20以下数字阶乘的解决方案；然后，我们了解了几种使用BigInteger处理大于20的数字的方法。
Post Directory
