C++ で任意精度算術ライブラリ GMP(The GNU Multi Precision Arithmetic Library) を使って、階乗の計算をしてみました。

0. 前提条件

1. ソースコードの作成

File: factorial.cpp

 1 /***************************************************************
 2   Factorial of N
 3   by GMP(The GNU Multi Presicion Arithmetic Library).
 4 
 5     DATE          AUTHOR          VERSION
 6     2020.08.17    mk-mode.com     1.00 新規作成
 7 
 8   Copyright(C) 2020 mk-mode.com All Rights Reserved.
 9 ***************************************************************/
10 #include <iostream>  // for cout
11 #include <gmp.h>
12 #include <gmpxx.h>
13 
14 class Factorial {
15 
16 public:
17     mpz_class fact(mpz_class);
18 };
19 
20 /*
21  * Caculation of fatorial
22  */
23 mpz_class Factorial::fact(mpz_class n) {
24   try {
25     if (n == 0)
26       return 1;
27     return n * fact(n-1);
28   } catch (...) {
29     throw;
30   }
31 }
32 
33 int main(int argc, char* argv[]) {
34   Factorial f;
35   mpz_class n;
36   std::string buf;
37 
38   try {
39     while (true) {
40       std::cout << "n? ";
41       getline(std::cin, buf);
42       if (buf.empty())
43         break;
44       n.set_str(buf, 10);
45       std::cout << n << "! = "
46                 << f.fact(n).get_str() << std::endl;
47       std::cout << "---" << std::endl;
48     }
49   } catch (...) {
50     std::cerr << "EXCEPTION!" << std::endl;
51     return EXIT_FAILURE;
52   }
53 
54   return EXIT_SUCCESS;
55 }

2. ソースコードのコンパイル

1
$ g++ -std=c++17 -Wall -O2 --pedantic-errors -lgmp -lgmpxx -o factorial factorial.cpp

3. 動作確認

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
$ ./factorial
n? 0
0! = 1
---
n? 1
1! = 1
---
n? 2
2! = 2
---
n? 3
3! = 6
---
n? 4
4! = 24
---
n? 5
5! = 120
---
n? 100
100! = 9332621544394415268169923885626670049071596826438162146859296389521759999
32299156089414639761565182862536979208272237582511852109168640000000000000000000
00000
---
n? 1000
1000! = 402387260077093773543702433923003985719374864210714632543799910429938512
39862902059204420848696940480047998861019719605863166687299480855890132382966994
45909974245040870737599188236277271887325197795059509952761208749754624970436014
18278094646496291056393887437886487337119181045825783647849977012476632889835955
73543251318532395846307555740911426241747434934755342864657661166779739666882029
12073791438537195882498081268678383745597317461360853795345242215865932019280908
78297308431392844403281231558611036976801357304216168747609675871348312025478589
32076716913244842623613141250878020800026168315102734182797770478463586817016436
50241536913982812648102130927612448963599287051149649754199093422215668325720808
21333186116811553615836546984046708975602900950537616475847728421889679646244945
16076535340819890138544248798495995331910172335555660213945039973628075013783761
53071277619268490343526252000158885351473316117021039681759215109077880193931781
14194545257223865541461062892187960223838971476088506276862967146674697562911234
08243920816015378088989396451826324367161676217916890977991190375403127462228998
80051954444142820121873617459926429565817466283029555702990243241531816172104658
32036786906117260158783520751516284225540265170483304226143974286933061690897968
48259012545832716822645806652676995865268227280707578139185817888965220816434834
48259932660433676601769996128318607883861502794659551311565520360939881806121385
58600301435694527224206344631797460594682573103790084024432438465657245014402821
88525247093519062092902313649327349756551395872055965422874977401141334696271542
28458623773875382304838656889764619273838149001407673104466402598994902222217659
04339901886018566526485061799702356193897017860040811889729918311021171229845901
64192106888438712185564612496079872290851929681937238864261483965738229112312502
41866493531439701374285319266498753372189406942814341185201580141233448280150513
99694290153483077644569099073152433278288269864602789864321139083506217095002597
38986355427719674282224875758676575234422020757363056949882508796892816275384886
33969099598262809561214509948717012445164612603790293091208890869420285106401821
54399457156805941872748998094254742173582401063677404595741785160829230135358081
84009699637252423056085590370062427124341690900415369010593398383577793941097002
77534720000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000
---
n?

(実際には改行されていない)


以上。