このページでは、C#言語を使って「for文」で階乗を計算する方法について詳しく解説します。階乗の概念から、実際のコード例を通してその仕組みを理解できるようにしています。さまざまな視点から階乗計算を学び、実際のコーディングに役立つ情報を提供します。

階乗とは？ | 階乗計算の基本概念 | for文の基礎 | for文を使った階乗計算の実装 | 例1: 階乗の計算 | 例2: 階乗の計算（関数化） | まとめ

階乗とは？

階乗（factorial）は、指定された数値までのすべての整数を掛け合わせた結果を指します。例えば、5の階乗（5!）は、5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120です。階乗は主に数学の計算で使用され、特に組み合わせや確率の分野で頻繁に登場します。

階乗計算の基本概念

階乗を計算するためには、まず1からnまでの整数を掛け合わせていく必要があります。n!（nの階乗）は以下のように定義されます。
n! = n × (n – 1) × (n – 2) × … × 1
例えば、3! = 3 × 2 × 1 = 6、4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24です。

for文の基礎

C#での「for文」は、指定された回数だけ繰り返し処理を実行するための制御構文です。基本的な構文は次の通りです：

    for (初期化; 条件式; 更新式) {
        // 実行するコード
    }
    

– 初期化: ループが開始される前に1回だけ実行されるコードです。 – 条件式: ループが繰り返されるための条件を指定します。条件式がtrueの間、ループが続きます。 – 更新式: ループが1回実行されるごとに実行されるコードです。

for文を使った階乗計算の実装

階乗を計算するためには、for文を使用して1からnまでの整数を掛け算していきます。次のコードは、C#で階乗を計算する方法を示しています：

    using System;
    
    class Program {
        static void Main() {
            int number = 5;  // 階乗を計算する数
            int result = 1;

            for (int i = 1; i <= number; i++) {
                result *= i;  // result = result * i
            }

            Console.WriteLine(number + "! = " + result);
        }
    }
    

このコードでは、numberに指定された数まで繰り返し処理を行い、result変数にその結果を格納していきます。

例1: 階乗の計算

具体的な例として、6の階乗（6!）を計算してみましょう。この場合、6! = 6 × 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 720となります。次のコードを見てください：

    using System;
    
    class Program {
        static void Main() {
            int number = 6;
            int result = 1;

            for (int i = 1; i <= number; i++) {
                result *= i;
            }

            Console.WriteLine(number + "! = " + result);  // 6! = 720
        }
    }
    

このコードを実行すると、コンソールに「6! = 720」と表示されます。

例2: 階乗の計算（関数化）

同じ計算を関数化することによって、再利用可能なコードを作成できます。次のコードは、階乗計算を関数にした例です：

    using System;

    class Program {
        static int Factorial(int n) {
            int result = 1;
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                result *= i;
            }
            return result;
        }

        static void Main() {
            int number = 5;
            Console.WriteLine(number + "! = " + Factorial(number));  // 5! = 120
        }
    }
    

上記のコードでは、Factorialという関数を定義しており、引数として渡された数値の階乗を計算して返します。Mainメソッドでその結果を表示しています。

まとめ

ここまで、C#で「for文」を使って階乗を計算する方法について解説しました。階乗の計算は、for文を使うことで簡単に実現できます。プログラム内で再利用可能な関数にすることで、さらに便利に使用することができます。階乗は数学的な計算で重要な役割を持っており、プログラムにおいても多くの場面で役立ちます。