C語言計算階乘：for 循環與 while 循環兩種實現對比

C語言計算階乘：for 循環與 while 循環兩種實現對比

方法一：for 循環

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0;
    long long result = 1; // 使用 long long 防止溢出 (13! > 2^31)
    for (i = 1; i <= 5; i++) {
        result *= i;
    }
    printf("5! = %lld\n", result); // 輸出 120
    return 0;
}

特點：初始化、條件判斷、迭代更新三要素集中在 for 括號內，結構清晰，適合已知循環次數的場景。

方法二：while 循環

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1;
    long long result = 1;
    while (i <= 5) {
        result *= i;
        i++;
    }
    printf("5! = %lld\n", result); // 輸出 120
    return 0;
}

特點：條件判斷與循環體分離，初始化和更新在循環外/內手動控制，靈活適合未知循環次數或複雜終止條件。

關鍵差異對比

進階考慮：數據類型選擇

• int (通常 32 位)：最大 12! = 479,001,600 (13! 溢出)。
• long long (64 位)：最大 20! = 2,432,902,008,176,640,000 (21! 溢出)。
• 超大階乘需用大整數庫 (如 GMP) 或數組/鏈表模擬高精度運算。

遞歸實現 (補充)

long long factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

遞歸代碼簡潔但棧開銷大，n 較大時易棧溢出，生產環境推薦迭代法。