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Não entendi como funciona a recursividade no método que realiza a potenciação.

public class calculaPotencia {

    static Scanner scan = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("digite um número inteiro para base: ");
            int base = scan.nextInt();
        System.out.print("digite um número inteiro para o expoente: ");
            int exp = scan.nextInt();
        System.out.print("A potencia de " +base+ " elevado a " +exp+ " é: " + potencia(base,exp));
        System.exit(0);
    }
    static int potencia(int b,int e){
        if (e==1)
            return b;
        else
            return (potencia(b,e-1)*b);

    }

}

1 Resposta 1

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Primeiro vou dar uma arrumada no código:

public class CalculaPotencia {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Digite um número inteiro para base: ");
        int base = scan.nextInt();
        System.out.print("Digite um número inteiro para o expoente: ");
        int exp = scan.nextInt();
        System.out.print("A potência de " + base
                + " elevado a " + exp + " é: " + potencia(base, exp));
    }

    public static int potencia(int b, int e) {
        if (e == 0) return 1;
        return potencia(b, e - 1) * b;
    }
}

Observe que mudei a condição do if. Isso é importante porque o seu código original não sabia lidar com o caso do expoente ser zero.

Vejamos um pouco de matemática:

Peguemos por exemplo, 35:

35 = 3 × 3 × 3 × 3 × 3 = (3 × 3 × 3 × 3) × 3 = 34 × 3

Observe que nesse exemplo, reduzimos a exponenciação pela potência 5 a uma exponenciação pela potência 4 e uma multiplicação. Ou seja, reduzimos potencia(3, 5) para potencia(3, 4) * 3. Aqui ocorre a recursão.

Prosseguindo:

34 = 3 × 3 × 3 × 3 = (3 × 3 × 3) × 3 = 33 × 3

33 = 3 × 3 × 3 = (3 × 3) × 3 = 32 × 3

32 = 3 × 3 = (3) × 3 = 31 × 3

31 = 3

No código, isso aí em cima é equivalente a isto aqui em baixo:

35 = 34 × 3 = potencia(3, 4) × 3

34 = 33 × 3 = potencia(3, 3) × 3

33 = 32 × 3 = potencia(3, 2) × 3

32 = 31 × 3 = potencia(3, 1) × 3

31 = 3

Ou seja, na sua pilha de chamadas você tem:

potencia(3, 5)
potencia(3, 4)
potencia(3, 3)
potencia(3, 2)
potencia(3, 1)

E é aqui que o seu algoritmo original para e retorna 3 (a base). E então ele começa a usar o resultado computado e ir desempilhando essas chamadas do potencia(3, 1) até o potencia(3, 5):

Resultado de potencia(3, 1): 31 = 3

Resultado de potencia(3, 2): 32 = 31 × 3 = potencia(3, 1) × 3 = 3 × 3 = 9

Resultado de potencia(3, 3): 33 = 32 × 3 = potencia(3, 2) × 3 = 9 × 3 = 27

Resultado de potencia(3, 4): 34 = 33 × 3 = potencia(3, 3) × 3 = 27 × 3 = 81

Resultado de potencia(3, 5): 35 = 34 × 3 = potencia(3, 4) × 3 = 81 × 3 = 243

Ou seja, o que o método potencia está fazendo é reduzir a potenciação por e por uma multiplicação pela potência e - 1. Como isso é recursivo, a potenciação por e - 1 vai por sua vez ser reduzida a uma potenciação por e - 2, que será reduzida por uma potenciação por e - 3, até que a potência seja 1.

E porque eu mudei o if para parar na potência 0 ao invés de 1? Porque no caso do expoente ser 0, o resultado da potência é sempre 1 e o caso do expoente ser 1 também se reduz para uma multiplicação pelo expoente 0 tal como nos outros expoentes, produzindo isso:

Resultado de potencia(3, 0): 1

Resultado de potencia(3, 1): 31 = 30 × 3 = potencia(3, 0) × 3 = 1 × 3 = 3

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