求助：找出[a,b]内阶数以偶数开头的数的代码存在Bug

问题描述 #

• 需求：收集区间[a,b]（1 ≤ a,b ≤ 100）中所有阶数以偶数开头的数字。示例：当a=1、b=10时，结果为2 3 4 8，对应阶数分别为2、6、24、40320，均以偶数开头。
• 问题：编写的Java代码在编程挑战中存在6个隐藏测试用例失败，无法定位Bug。

原始代码 #

List<Integer> process(int a, int b) {
    long base = i;
    for(int i=1; i<=a; i++) base *= i;
    
    if(even(base)) list.add(a);
    
    for(int i=a+1; i<=b; i++) {
        base *= i;
        if(even(base)) list.add(i);
    }
    return list;
}

boolean even(long k) {
    int z = ("" + k).charAt(0) - '0';
    return z % 2 == 0;
}

存在的Bug分析 #

• 未定义变量错误：long base = i;中的i未提前声明，直接导致编译失败。
• 未初始化集合：方法中使用list.add(a)但未声明并初始化List<Integer> list，编译无法通过。
• long类型溢出：当计算到21!及以上时，long类型的最大值（9223372036854775807）会被突破，数值溢出后得到错误的阶乘结果，进而影响首数字的判断。
• 初始值错误：阶乘的初始值应为1，而非未定义的i，正确的初始计算应从base = 1开始，再循环乘以1到a的数。

修正后的代码 #

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FactorialStartsWithEven {
    List<Integer> process(int a, int b) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        // 使用BigDecimal处理大数值阶乘，避免溢出
        java.math.BigDecimal base = java.math.BigDecimal.ONE;
        for (int i = 1; i <= a; i++) {
            base = base.multiply(java.math.BigDecimal.valueOf(i));
        }
        if (even(base)) {
            list.add(a);
        }
        for (int i = a + 1; i <= b; i++) {
            base = base.multiply(java.math.BigDecimal.valueOf(i));
            if (even(base)) {
                list.add(i);
            }
        }
        return list;
    }

    boolean even(java.math.BigDecimal k) {
        // 将BigDecimal转为字符串，取首字符判断是否为偶数
        String str = k.toPlainString();
        int z = str.charAt(0) - '0';
        return z % 2 == 0;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Learner