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
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 |
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().