C#で階乗を計算する方法【whileループによる実装例を解説】

階乗とは

階乗(ファクトリアル)とは、ある正の整数から1までのすべての整数を掛け合わせた値のことです。「n!」のように表記され、例えば5の階乗(5!)は「5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120」となります。

C#で階乗を計算する方法

C#で階乗を計算するには、whileループを使用して、数値が1と等しくなくなるまで繰り返し掛け算を行うのが基本の考え方です。

ここで、変数 n は階乗を求めたい対象の値です。

int res = 1;
while (n != 1) {
    res = res * n;
    n = n - 1;
}

処理の流れ

上記のコードを使って、実際に5!(5の階乗)を計算してみましょう。初期状態は n = 5 です。

ループ1回目:

n=5
res = res * n → res = 1 * 5 = 5

ループ2回目:

n=4
res = res * n → res = 5 * 4 = 20

ループ3回目:

n=3
res = res * n → res = 20 * 3 = 60

この後も同様に n=2 のときに res = 60 * 2 = 120 となり、n が1になった時点でループが終了します。

完全なサンプルプログラム

以下に、上記のロジックを組み込んだ完全なC#プログラムを示します。Factorial クラスの display メソッドが階乗計算を行い、その結果を返します。

using System;
namespace MyApplication {
    class Factorial {
        public int display(int n) {
            int res = 1;
            while (n != 1) {
                res = res * n;
                n = n - 1;
            }
            return res;
        }
        static void Main(string[] args) {
            int value = 5;
            int ret;
            Factorial fact = new Factorial();
            ret = fact.display(value);
            Console.WriteLine("Value is : {0}", ret);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

実行結果

Value is : 120

補足：注意点について

数学では「0! = 1」と定義されていますが、上記のコードでは n に0や負の数が渡された場合、意図した動作になりません。実用的なプログラムにする場合は、メソッドの先頭で入力値の妥当性チェック(if (n <= 0) などの条件分岐)を追加しておくと、より堅牢な実装になります。