Practical 39: Factorial of a Number

🎯 Aim

To write a C/C++ program that takes a number as input from the user and calculates its factorial using the for loop.

🛠️ What You Need

Visual Studio Code or any C/C++ compiler
Knowledge of for loops, input/output, and arithmetic operations

📖 Introduction

The factorial of a number (denoted by n!) is the product of all positive integers from 1 to n.

Formula: n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 1

For example:

5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120
4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24
3! = 3 × 2 × 1 = 6
0! = 1 (by definition)

You will use:

scanf() — to take the number from the user
A for loop — to multiply numbers from 1 to n
A factorial variable — to store the result
printf() — to display the result

💡 Tip: Factorial is used in many mathematical problems like permutations, combinations, and probability. The factorial of 0 is defined as 1.

📝 Steps

Step 1: Write the Program

Open VS Code or any C compiler.
Create a new file named factorial.c.
Write the following code:

/* Practical 39: Program to find factorial of a number */ #include <stdio.h> int main() { int num, i; long long factorial = 1; // Use long long for large numbers // Take input from user printf("Enter a positive integer: "); scanf("%d", &num); // Check if the number is negative if (num < 0) { printf("❌ Factorial of a negative number does not exist.\n"); } else { /* ============================================ Using for loop to calculate factorial ============================================ */ for (i = 1; i <= num; i++) { factorial = factorial * i; } // Display the result printf("\n========== FACTORIAL RESULT ==========\n"); printf("Number: %d\n", num); printf("Factorial: %d! = %lld\n", num, factorial); printf("=======================================\n"); } return 0; }

Step 2: Explanation of the Code

#include <stdio.h> — Includes the standard input/output library.
int num, i; — Declares num for user input and i as loop counter.
long long factorial = 1; — Declares factorial as long long to handle large numbers, initialized to 1.
scanf("%d", &num); — Reads the number from the user.
if (num < 0) — Checks if the number is negative.
for (i = 1; i <= num; i++) — The for loop multiplies numbers from 1 to num.
factorial = factorial * i; — Multiplies the current value of factorial by i.

Step 3: Save, Compile, and Run

Save the file (Ctrl + S).
Open the terminal and compile using the command:

gcc factorial.c -o factorial
                

Run the program:

./factorial
                

Sample Input & Output:

Enter a positive integer: 5

========== FACTORIAL RESULT ==========
Number: 5
Factorial: 5! = 120
=======================================
                

Enter a positive integer: 7

========== FACTORIAL RESULT ==========
Number: 7
Factorial: 7! = 5040
=======================================
                

Enter a positive integer: -3
❌ Factorial of a negative number does not exist.
                

Step 4: Modify the Program

Using while loop: Replace the for loop with a while loop.
Using recursion: Write a recursive function to calculate factorial.
Calculate factorial of numbers up to 20: Test with larger numbers.

/* Alternative 1: Using while loop */ int i = 1; while (i <= num) { factorial = factorial * i; i++; }

/* Alternative 2: Using recursion */ long long factorial(int n) { if (n == 0 || n == 1) return 1; else return n * factorial(n - 1); }

📊 Factorial Table

n	n!
0	1
1	1
2	2
3	6
4	24
5	120
6	720
7	5040
8	40320
9	362880
10	3628800
11	39916800
12	479001600
13	6227020800
14	87178291200
15	1307674368000
16	20922789888000
17	355687428096000
18	6402373705728000
19	121645100408832000
20	2432902008176640000

📊 For Loop Execution for Factorial

Iteration	`i`	`factorial` Before	`factorial` After
1	1	1	1
2	2	1	2
3	3	2	6
4	4	6	24
5	5	24	120

📊 Observations

The program successfully takes a number as input from the user.
The for loop iterates from 1 to num, multiplying each number.
The factorial variable is initialized to 1 because multiplying by 1 doesn't change the result.
The program handles negative numbers by displaying an error message.
The factorial of 0 is 1 (handled by the loop not running).
Using long long allows the program to handle large factorial values (up to 20!).

✅ Result

You have successfully written a C program that calculates the factorial of a number entered by the user using the for loop. You have learned how to use loops to perform repetitive multiplication.

📌 Important: The factorial of a number grows very quickly. For numbers greater than 20, the factorial exceeds the range of long long data type. For very large numbers, you would need to use libraries that support big integers.

💡 Tip: You can also calculate factorial using recursion. Recursion is a technique where a function calls itself. The factorial function can be written as factorial(n) = n * factorial(n-1) with factorial(0) = 1 as the base case.

🎯 مقصد

ایک C/C++ پروگرام لکھنا جو صارف سے ایک عدد ان پٹ کے طور پر لے اور for لوپ کا استعمال کرتے ہوئے اس کا فیکٹوریل حساب کرے۔

🛠️ آپ کو کیا چاہیے

Visual Studio Code یا کوئی بھی C/C++ کمپائلر
for لوپ، ان پٹ/آؤٹ پٹ، اور ریاضی کے عمل کی معلومات

📖 تعارف

کسی عدد کا فیکٹوریل (جسے n! سے ظاہر کیا جاتا ہے) 1 سے n تک کے تمام مثبت اعداد کی ضرب ہے۔

فارمولا: n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 1

مثال کے طور پر:

5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120
4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24
3! = 3 × 2 × 1 = 6
0! = 1 (تعریف کے مطابق)

💡 مشورہ: فیکٹوریل ریاضی کے بہت سے مسائل میں استعمال ہوتا ہے جیسے ترتیب، مجموعہ، اور احتمال۔ 0 کا فیکٹوریل 1 ہے۔

📝 اقدامات

پہلا قدم: پروگرام لکھیں

VS Code یا کوئی بھی C کمپائلر کھولیں۔
factorial.c نام کی ایک نئی فائل بنائیں۔
نیچے دیا گیا کوڈ لکھیں:

دوسرا قدم: کوڈ کی وضاحت

#include <stdio.h> — معیاری ان پٹ/آؤٹ پٹ لائبریری شامل کرتا ہے۔
int num, i; — num صارف کے ان پٹ کے لیے اور i لوپ کاؤنٹر کے لیے اعلان کرتا ہے۔
long long factorial = 1; — بڑے اعداد کو ہینڈل کرنے کے لیے factorial کو long long کے طور پر اعلان کرتا ہے، 1 سے شروع کرتا ہے۔
scanf("%d", &num); — صارف سے عدد پڑھتا ہے۔
if (num < 0) — چیک کرتا ہے کہ آیا عدد منفی ہے۔
for (i = 1; i <= num; i++) — for لوپ 1 سے num تک اعداد کو ضرب کرتا ہے۔
factorial = factorial * i; — factorial کی موجودہ قیمت کو i سے ضرب کرتا ہے۔

تیسرا قدم: محفوظ کریں، کمپائل کریں اور چلائیں

فائل کو محفوظ کریں (Ctrl + S)۔
ٹرمینل کھولیں اور نیچے دی گئی کمانڈ استعمال کرتے ہوئے کمپائل کریں:

gcc factorial.c -o factorial
                    

پروگرام چلائیں:

./factorial
                    

نمونہ ان پٹ اور آؤٹ پٹ:

Enter a positive integer: 5

========== FACTORIAL RESULT ==========
Number: 5
Factorial: 5! = 120
=======================================
                    

📊 فیکٹوریل جدول

n	n!
0	1
1	1
2	2
3	6
4	24
5	120
6	720
7	5040
8	40320
9	362880
10	3628800

📊 مشاہدات

پروگرام کامیابی سے صارف سے ایک عدد ان پٹ کے طور پر لیتا ہے۔
for لوپ 1 سے num تک تکرار کرتا ہے، ہر عدد کو ضرب کرتا ہے۔
factorial متغیر کو 1 سے شروع کیا گیا ہے کیونکہ 1 سے ضرب کرنے سے نتیجہ تبدیل نہیں ہوتا۔
پروگرام منفی اعداد کو غلطی کا پیغام دکھا کر ہینڈل کرتا ہے۔
0 کا فیکٹوریل 1 ہے (لوپ کے نہ چلنے سے ہینڈل ہوتا ہے)۔
long long کا استعمال پروگرام کو بڑی فیکٹوریل ویلیوز (20 تک) کو ہینل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

✅ نتیجہ

آپ نے کامیابی سے ایک C پروگرام لکھا ہے جو صارف کے درج کردہ عدد کا for لوپ کا استعمال کرتے ہوئے فیکٹوریل حساب کرتا ہے۔ آپ نے بار بار ضرب کرنے کے لیے لوپ کا استعمال سیکھ لیا ہے۔

📌 اہم: کسی عدد کا فیکٹوریل بہت تیزی سے بڑھتا ہے۔ 20 سے بڑے اعداد کے لیے، فیکٹوریل long long ڈیٹا ٹائپ کی حد سے تجاوز کر جاتا ہے۔ بہت بڑے اعداد کے لیے، آپ کو بگ انٹیجرز کو سپورٹ کرنے والی لائبریریاں استعمال کرنی ہوں گی۔

💡 مشورہ: آپ ریکرسن کا استعمال کرتے ہوئے بھی فیکٹوریل حساب کر سکتے ہیں۔ ریکرسن ایک ایسی تکنیک ہے جہاں ایک فنکشن خود کو کال کرتا ہے۔ فیکٹوریل فنکشن کو factorial(n) = n * factorial(n-1) کے طور پر لکھا جا سکتا ہے جس میں factorial(0) = 1 بنیادی کیس ہے۔

⬅ Back to Practical Notebooks

EZNotes

🔢 Practical 39: C/C++ program for finding factorial of a number (input)

🎯 Aim

🛠️ What You Need

📖 Introduction

📝 Steps

Step 1: Write the Program

Step 2: Explanation of the Code

Step 3: Save, Compile, and Run

Step 4: Modify the Program

📊 Factorial Table

📊 For Loop Execution for Factorial

📊 Observations

✅ Result

🎯 مقصد

🛠️ آپ کو کیا چاہیے

📖 تعارف

📝 اقدامات

پہلا قدم: پروگرام لکھیں

دوسرا قدم: کوڈ کی وضاحت

تیسرا قدم: محفوظ کریں، کمپائل کریں اور چلائیں

📊 فیکٹوریل جدول

📊 مشاہدات

✅ نتیجہ