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