Класс изменяемых рациональных дробей

Задача

Напишите класс для работы с изменяемыми (mutable) рациональными дробями, подготовьте для него интерфейс.

Тесты

Входные данные: четыре целых числа — числитель и знаменатель дроби F1, числитель и знаменатель дроби F2

Выходные данные: результаты сравнения, сложения, вычитания, умножения, деления дробей F1 и F2

№	Входные данные	Дробь F1	Дробь F2	Сравнение F1 и F2	F1+F2	F1-F2	F1*F2	F1/F2
1	1 2 2 3	1/2	2/3	1/2<2/3	7/6	-1/6	1/3	3/4
2	4 16 3 -5	1/4	-3/5	1/4>-3/5	-7/20	17/20	-3/20	-5/12
3	1 7 2 14	1/7	1/7	1/7=1/7	2/7	0/1	1/49	1/1
4	2 4 0 4	1/2	0/1	1/2>0/1	1/2	1/2	0/1	Error

Код

import java.util.Scanner;

class Arithmetics {
	/**
	 * Returns the greatest common divisor of two numbers
	 * @param a the first number
	 * @param b the second number
	 * @return the greatest common divisor of two numbers
	*/
	public static int gcd(int a, int b)
	{
		return (b == 0 ? a : gcd(b, a % b));
	}
}

class Fraction {
	private int n, d;

	/**
	 * @param n is an integer number
	*/	
	public Fraction(int n) { setValue(n); }
	/**
	 * @param n is the numerator of a fraction
	 * @param d is the denominator of a fraction
	*/
	public Fraction(int n, int d) throws IllegalArgumentException {
		setValue(n, d);
	}
	public Fraction(Fraction f) {
		setValue(f);
	}
	
	public int getNumerator() { return n; }
	public int getDenominator() { return d; }
	
	public void setNumerator(int n) { setValue(n, this.d); }
	public void setDenominator(int d) { setValue(this.n, d); }
	/**
	 * Assigns a new fraction from an integer number
	*/
	public void setValue(int n) { this.n = n; this.d = 1; }
	/**
	 * Assigns a new value to the fraction
	 * @param n is the new numerator of a fraction
	 * @param d is the new denominator of a fraction
	*/
	public void setValue(int n, int d) throws IllegalArgumentException {
		if (d == 0)
			throw new IllegalArgumentException("Error: Denominator cannot be equal to zero");
		this.n = n;
		this.d = d;
		reduce();
	}
	public void setValue(Fraction f) { this.n = f.n; this.d = f.d; }
	
	private void reduce() {
		int gcd = Arithmetics.gcd(n, d);
		n /= gcd;
		d /= gcd;
		if (d < 0) { d *= -1; n *= -1; }
	}
	private void add(int n, int d) {
		this.n = this.n * d + n * this.d;
		this.d *= d;
		reduce();
	}
	private void substract(int n, int d) {
		add(n * -1, d);
	}
	private void multiply(int n, int d) {
		this.n *= n;
		this.d *= d;
		reduce();
	}
	private void divide(int n, int d) {
		this.n *= d;
		this.d *= n;
		reduce();
	}
	
	/**
	 * Adds an integer number to the fraction
	 * @param n is a number
	*/
	public void add(int n) {
		add(n, 1);
	}
	/** Adds another fraction to the fraction
	 * @param f is another fracton
	*/
	public void add(Fraction f) {
		add(f.n, f.d);
	}
	
	/**
	 * Subsracts an integer number from the fraction
	 * @param n is a number
	*/
	public void substract(int n) { add(n * -1); }
	/** Substracts another fraction from the fraction
	 * @param f is another fracton
	*/
	public void substract(Fraction f) {
		substract(f.n, f.d);
	}
	
	/**
	 * Multiplies the fraction by an integer number
	 * @param n is a number
	*/
	public void multiply(int n) {
		multiply(n, 1);
	}
	/** Multiplies the fraction by another fraction
	 * @param f is another fracton
	*/
	public void multiply(Fraction f) {
		multiply(f.n, f.d);
	}
	
	/**
	 * Divides the fraction by an integer number
	 * @param n is a number
	*/
	public void divide(int n) throws ArithmeticException {
				if (n == 0) throw new ArithmeticException("Error: Division by zero");
		divide(n, 1);
	}
	/** Divides the fraction by another fraction
	 * @param f is another fracton
	*/
	public void divide(Fraction f) throws ArithmeticException {
		if (f.n == 0) throw new ArithmeticException("Error: Division by zero");
		divide(f.n, f.d);
	}
	
	/**
	 * Compares the fraction to another fraction by equality
	 * @param f is another fraction
	 * @return true in case of equuality or false otherwise
	 */
	public boolean equals(Fraction f) {
		return (n == f.n && d == f.d);
	}
	/**
	 * Compares the fraction to another fraction
	 * @param f is another fraction
	 * @return 0 if the fraction equals to another fraction, 1 if greater, -1 if lesser
	 */
	public int compareTo(Fraction f) {
		return (equals(f)) ? 0 : (n * f.d - f.n * d > 0) ? 1 : -1;
	}
	
	/** 
	 * String representation of the fraction
	 * @return the string representation of the fraction in such form: numerator/denominator
	 */
	public String toString() {
		return n + "/" + d;
	}
}

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Scanner scanner = new Scanner(System.in);
			int n1 = scanner.nextInt();
			int d1 = scanner.nextInt();
			int n2 = scanner.nextInt();
			int d2 = scanner.nextInt();
			
			Fraction f1 = new Fraction(n1, d1);
			String f1Str = f1.toString();
			System.out.println("The first fraction is " + f1Str);
			Fraction f2 = new Fraction(n2, d2);
			String f2Str = f2.toString();
			System.out.println("The second fraction is " + f2Str);
			Fraction temp = new Fraction(f1);
			
			int comparisonResult = f1.compareTo(f2);
			char relationSign = (comparisonResult > 0) ? '>' : (comparisonResult < 0) ? '<' : '=';
			System.out.println(f1Str + " " + relationSign + " " + f2Str);
			
			temp.add(f2);
			System.out.println(f1Str + " + " + f2Str + " = " + temp.toString());
			temp.setValue(f1);
			
			temp.substract(f2);
			System.out.println(f1Str + " - " + f2Str + " = " + temp.toString());
			temp.setValue(f1);
			
			temp.multiply(f2);
			System.out.println(f1Str + " * " + f2Str + " = " + temp.toString());
			temp.setValue(f1);
			
			try {
				temp.divide(f2);
				System.out.println(f1Str + " / " + f2Str + " = " + temp.toString());
			} catch (ArithmeticException e) {
				System.out.println(e.getMessage());
			}
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

import java.util.Scanner;

class Arithmetics {

/**

* Returns the greatest common divisor of two numbers

* @param a the first number

* @param b the second number

* @return the greatest common divisor of two numbers

public static int gcd(int a, int b)

{

return (b == 0 ? a : gcd(b, a % b));

}

class Fraction {

private int n, d;

/**

* @param n is an integer number

public Fraction(int n) { setValue(n); }

/**

* @param n is the numerator of a fraction

* @param d is the denominator of a fraction

public Fraction(int n, int d) throws IllegalArgumentException {

setValue(n, d);

}

public Fraction(Fraction f) {

setValue(f);

}

public int getNumerator() { return n; }

public int getDenominator() { return d; }

public void setNumerator(int n) { setValue(n, this.d); }

public void setDenominator(int d) { setValue(this.n, d); }

/**

* Assigns a new fraction from an integer number

public void setValue(int n) { this.n = n; this.d = 1; }

/**

* Assigns a new value to the fraction

* @param n is the new numerator of a fraction

* @param d is the new denominator of a fraction

public void setValue(int n, int d) throws IllegalArgumentException {

if (d == 0)

throw new IllegalArgumentException("Error: Denominator cannot be equal to zero");

this.n = n;

this.d = d;

reduce();

}

public void setValue(Fraction f) { this.n = f.n; this.d = f.d; }

private void reduce() {

int gcd = Arithmetics.gcd(n, d);

n /= gcd;

d /= gcd;

if (d < 0) { d *= -1; n *= -1; }

}

private void add(int n, int d) {

this.n = this.n * d + n * this.d;

this.d *= d;

reduce();

}

private void substract(int n, int d) {

add(n * -1, d);

}

private void multiply(int n, int d) {

this.n *= n;

this.d *= d;

reduce();

}

private void divide(int n, int d) {

this.n *= d;

this.d *= n;

reduce();

}

/**

* Adds an integer number to the fraction

* @param n is a number

public void add(int n) {

add(n, 1);

}

/** Adds another fraction to the fraction

* @param f is another fracton

public void add(Fraction f) {

add(f.n, f.d);

}

/**

* Subsracts an integer number from the fraction

* @param n is a number

public void substract(int n) { add(n * -1); }

/** Substracts another fraction from the fraction

* @param f is another fracton

public void substract(Fraction f) {

substract(f.n, f.d);

}

/**

* Multiplies the fraction by an integer number

* @param n is a number

public void multiply(int n) {

multiply(n, 1);

}

/** Multiplies the fraction by another fraction

* @param f is another fracton

public void multiply(Fraction f) {

multiply(f.n, f.d);

}

/**

* Divides the fraction by an integer number

* @param n is a number

public void divide(int n) throws ArithmeticException {

if (n == 0) throw new ArithmeticException("Error: Division by zero");

divide(n, 1);

}

/** Divides the fraction by another fraction

* @param f is another fracton

public void divide(Fraction f) throws ArithmeticException {

if (f.n == 0) throw new ArithmeticException("Error: Division by zero");

divide(f.n, f.d);

}

/**

* Compares the fraction to another fraction by equality

* @param f is another fraction

* @return true in case of equuality or false otherwise

public boolean equals(Fraction f) {

return (n == f.n && d == f.d);

}

/**

* Compares the fraction to another fraction

* @param f is another fraction

* @return 0 if the fraction equals to another fraction, 1 if greater, -1 if lesser

public int compareTo(Fraction f) {

return (equals(f)) ? 0 : (n * f.d - f.n * d > 0) ? 1 : -1;

}

/**

* String representation of the fraction

* @return the string representation of the fraction in such form: numerator/denominator

public String toString() {

return n + "/" + d;

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

try {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

int n1 = scanner.nextInt();

int d1 = scanner.nextInt();

int n2 = scanner.nextInt();

int d2 = scanner.nextInt();

Fraction f1 = new Fraction(n1, d1);

String f1Str = f1.toString();

System.out.println("The first fraction is " + f1Str);

Fraction f2 = new Fraction(n2, d2);

String f2Str = f2.toString();

System.out.println("The second fraction is " + f2Str);

Fraction temp = new Fraction(f1);

int comparisonResult = f1.compareTo(f2);

char relationSign = (comparisonResult > 0) ? '>' : (comparisonResult < 0) ? '<' : '=';

System.out.println(f1Str + " " + relationSign + " " + f2Str);

temp.add(f2);

System.out.println(f1Str + " + " + f2Str + " = " + temp.toString());

temp.setValue(f1);

temp.substract(f2);

System.out.println(f1Str + " - " + f2Str + " = " + temp.toString());

temp.setValue(f1);

temp.multiply(f2);

System.out.println(f1Str + " * " + f2Str + " = " + temp.toString());

temp.setValue(f1);

try {

temp.divide(f2);

System.out.println(f1Str + " / " + f2Str + " = " + temp.toString());

} catch (ArithmeticException e) {

System.out.println(e.getMessage());

}

} catch (IllegalArgumentException e) {

System.out.println(e.getMessage());

}

Код доступен на ideone

Пояснение

Класс Arithmetics содержит метод для вычисления НОД public static int gcd(int a, int b).

Класс Fraction предназначен для работы с изменяемыми дробями. Его методы предосталяют возможность выполнять такие действия с дробью:

получить значение числителя (метод public int getNumerator()) и знаменателя (метод public int getDenominator());
задать значение (методы public void setValue() с различными параметрами) числителем и знаменателем (параметры int n, int d, целым числом (параметр int n) или другой дробью (параметр Fraction f);
прибавить, отнять, умножить на, разделить на дробь или целое число (методы public void add(), substract(), multiply(), divide() с параметрами Fraction f или int n;
сравнить с другой дробью (методы public boolean equals() и public int compareTo();
получить строковое представление дроби (метод public String toString().

Facebook
X
Shares

2 thoughts on “Класс изменяемых рациональных дробей”

Игорь Мазурок says: 07/07/2017 at 01:03

Я просил брать задачи с cpp.mazurok.com
Там нет такой категории. Даже не знаю, куда записать решение этой задачи.
Ладно, что-нибудь придумаю.

Ответить
- Черноглазов Николай says: 07/07/2017 at 01:29
  
  Большое спасибо!
  Действительно, категории под номером 7 на сайтах cpp.mazurok.com и java.mazurok.com не совпадают. Но так как категория на сайте cpp.mazurok.com (c-string) специфична именно для языка C, а в таблице результатов практики по языку Java есть колонка для категории под этим номером, я решил выполнить задание из категории с сайта java.mazurok.com
  
  Ответить

java@Cat

Учебные материалы по изучению основ языка програvмирования Java

Класс изменяемых рациональных дробей

2 thoughts on “Класс изменяемых рациональных дробей”

Добавить комментарий Отменить ответ