/**
* @license Apache-2.0
*
* Copyright (c) 2024 The Stdlib Authors.
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
*    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/

#include "stdlib/math/base/special/factorial.h"
#include "stdlib/math/base/assert/is_nan.h"
#include "stdlib/math/base/assert/is_integer.h"
#include "stdlib/math/base/special/gamma.h"
#include "stdlib/constants/float64/pinf.h"
#include "stdlib/constants/float64/max_nth_factorial.h"
#include <stdint.h>

static const double FACTORIALS[ 171 ] = {
	1.0,
	1.0,
	2.0,
	6.0,
	24.0,
	120.0,
	720.0,
	5040.0,
	40320.0,
	362880.0,
	3628800.0,
	39916800.0,
	479001600.0,
	6227020800.0,
	87178291200.0,
	1307674368000.0,
	20922789888000.0,
	355687428096000.0,
	6402373705728000.0,
	121645100408832000.0,
	0.243290200817664e19,
	0.5109094217170944e20,
	0.112400072777760768e22,
	0.2585201673888497664e23,
	0.62044840173323943936e24,
	0.15511210043330985984e26,
	0.403291461126605635584e27,
	0.10888869450418352160768e29,
	0.304888344611713860501504e30,
	0.8841761993739701954543616e31,
	0.26525285981219105863630848e33,
	0.822283865417792281772556288e34,
	0.26313083693369353016721801216e36,
	0.868331761881188649551819440128e37,
	0.29523279903960414084761860964352e39,
	0.103331479663861449296666513375232e41,
	0.3719933267899012174679994481508352e42,
	0.137637530912263450463159795815809024e44,
	0.5230226174666011117600072241000742912e45,
	0.203978820811974433586402817399028973568e47,
	0.815915283247897734345611269596115894272e48,
	0.3345252661316380710817006205344075166515e50,
	0.1405006117752879898543142606244511569936e52,
	0.6041526306337383563735513206851399750726e53,
	0.265827157478844876804362581101461589032e55,
	0.1196222208654801945619631614956577150644e57,
	0.5502622159812088949850305428800254892962e58,
	0.2586232415111681806429643551536119799692e60,
	0.1241391559253607267086228904737337503852e62,
	0.6082818640342675608722521633212953768876e63,
	0.3041409320171337804361260816606476884438e65,
	0.1551118753287382280224243016469303211063e67,
	0.8065817517094387857166063685640376697529e68,
	0.427488328406002556429801375338939964969e70,
	0.2308436973392413804720927426830275810833e72,
	0.1269640335365827592596510084756651695958e74,
	0.7109985878048634518540456474637249497365e75,
	0.4052691950487721675568060190543232213498e77,
	0.2350561331282878571829474910515074683829e79,
	0.1386831185456898357379390197203894063459e81,
	0.8320987112741390144276341183223364380754e82,
	0.507580213877224798800856812176625227226e84,
	0.3146997326038793752565312235495076408801e86,
	0.1982608315404440064116146708361898137545e88,
	0.1268869321858841641034333893351614808029e90,
	0.8247650592082470666723170306785496252186e91,
	0.5443449390774430640037292402478427526443e93,
	0.3647111091818868528824985909660546442717e95,
	0.2480035542436830599600990418569171581047e97,
	0.1711224524281413113724683388812728390923e99,
	0.1197857166996989179607278372168909873646e101,
	0.8504785885678623175211676442399260102886e102,
	0.6123445837688608686152407038527467274078e104,
	0.4470115461512684340891257138125051110077e106,
	0.3307885441519386412259530282212537821457e108,
	0.2480914081139539809194647711659403366093e110,
	0.188549470166605025498793226086114655823e112,
	0.1451830920282858696340707840863082849837e114,
	0.1132428117820629783145752115873204622873e116,
	0.8946182130782975286851441715398316520698e117,
	0.7156945704626380229481153372318653216558e119,
	0.5797126020747367985879734231578109105412e121,
	0.4753643337012841748421382069894049466438e123,
	0.3945523969720658651189747118012061057144e125,
	0.3314240134565353266999387579130131288001e127,
	0.2817104114380550276949479442260611594801e129,
	0.2422709538367273238176552320344125971528e131,
	0.210775729837952771721360051869938959523e133,
	0.1854826422573984391147968456455462843802e135,
	0.1650795516090846108121691926245361930984e137,
	0.1485715964481761497309522733620825737886e139,
	0.1352001527678402962551665687594951421476e141,
	0.1243841405464130725547532432587355307758e143,
	0.1156772507081641574759205162306240436215e145,
	0.1087366156656743080273652852567866010042e147,
	0.103299784882390592625997020993947270954e149,
	0.9916779348709496892095714015418938011582e150,
	0.9619275968248211985332842594956369871234e152,
	0.942689044888324774562618574305724247381e154,
	0.9332621544394415268169923885626670049072e156,
	0.9332621544394415268169923885626670049072e158,
	0.9425947759838359420851623124482936749562e160,
	0.9614466715035126609268655586972595484554e162,
	0.990290071648618040754671525458177334909e164,
	0.1029901674514562762384858386476504428305e167,
	0.1081396758240290900504101305800329649721e169,
	0.1146280563734708354534347384148349428704e171,
	0.1226520203196137939351751701038733888713e173,
	0.132464181945182897449989183712183259981e175,
	0.1443859583202493582204882102462797533793e177,
	0.1588245541522742940425370312709077287172e179,
	0.1762952551090244663872161047107075788761e181,
	0.1974506857221074023536820372759924883413e183,
	0.2231192748659813646596607021218715118256e185,
	0.2543559733472187557120132004189335234812e187,
	0.2925093693493015690688151804817735520034e189,
	0.339310868445189820119825609358857320324e191,
	0.396993716080872089540195962949863064779e193,
	0.4684525849754290656574312362808384164393e195,
	0.5574585761207605881323431711741977155627e197,
	0.6689502913449127057588118054090372586753e199,
	0.8094298525273443739681622845449350829971e201,
	0.9875044200833601362411579871448208012564e203,
	0.1214630436702532967576624324188129585545e206,
	0.1506141741511140879795014161993280686076e208,
	0.1882677176888926099743767702491600857595e210,
	0.237217324288004688567714730513941708057e212,
	0.3012660018457659544809977077527059692324e214,
	0.3856204823625804217356770659234636406175e216,
	0.4974504222477287440390234150412680963966e218,
	0.6466855489220473672507304395536485253155e220,
	0.8471580690878820510984568758152795681634e222,
	0.1118248651196004307449963076076169029976e225,
	0.1487270706090685728908450891181304809868e227,
	0.1992942746161518876737324194182948445223e229,
	0.269047270731805048359538766214698040105e231,
	0.3659042881952548657689727220519893345429e233,
	0.5012888748274991661034926292112253883237e235,
	0.6917786472619488492228198283114910358867e237,
	0.9615723196941089004197195613529725398826e239,
	0.1346201247571752460587607385894161555836e242,
	0.1898143759076170969428526414110767793728e244,
	0.2695364137888162776588507508037290267094e246,
	0.3854370717180072770521565736493325081944e248,
	0.5550293832739304789551054660550388118e250,
	0.80479260574719919448490292577980627711e252,
	0.1174997204390910823947958271638517164581e255,
	0.1727245890454638911203498659308620231933e257,
	0.2556323917872865588581178015776757943262e259,
	0.380892263763056972698595524350736933546e261,
	0.571338395644585459047893286526105400319e263,
	0.8627209774233240431623188626544191544816e265,
	0.1311335885683452545606724671234717114812e268,
	0.2006343905095682394778288746989117185662e270,
	0.308976961384735088795856467036324046592e272,
	0.4789142901463393876335775239063022722176e274,
	0.7471062926282894447083809372938315446595e276,
	0.1172956879426414428192158071551315525115e279,
	0.1853271869493734796543609753051078529682e281,
	0.2946702272495038326504339507351214862195e283,
	0.4714723635992061322406943211761943779512e285,
	0.7590705053947218729075178570936729485014e287,
	0.1229694218739449434110178928491750176572e290,
	0.2004401576545302577599591653441552787813e292,
	0.3287218585534296227263330311644146572013e294,
	0.5423910666131588774984495014212841843822e296,
	0.9003691705778437366474261723593317460744e298,
	0.1503616514864999040201201707840084015944e301,
	0.2526075744973198387538018869171341146786e303,
	0.4269068009004705274939251888899566538069e305,
	0.7257415615307998967396728211129263114717e307
};


/**
* Evaluates the factorial of `x`.
*
* @param x    input value
* @return     factorial
*
* @example
* double out = stdlib_base_factorial( 3.0 );
* // returns 6.0
*/
double stdlib_base_factorial( const double x ) {
	if ( stdlib_base_is_nan( x ) ) {
		return 0.0 / 0.0; // NaN
	}
	if ( stdlib_base_is_integer( x ) ) {
		if ( x < 0.0 ) {
			return 0.0 / 0.0; // NaN
		}
		if ( x <= STDLIB_CONSTANT_FLOAT64_MAX_NTH_FACTORIAL ) {
			return FACTORIALS[ (int32_t)x ];
		}
		return STDLIB_CONSTANT_FLOAT64_PINF;
	}
	return stdlib_base_gamma( x + 1.0 );
}