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Java:一个分数类的简单设计
阅读量:6246 次
发布时间:2019-06-22

本文共 4079 字,大约阅读时间需要 13 分钟。

这个类对于分数提供化简和加减乘除四种操作,基于"不变"的设计原则,因此是线程安全的.


其中使用了几个算法:

[1]Fraction simpler(Fraction f);//分数化简

[2]Fraction[] RCD(Fraction f1, Fraction f2);//通分

[3]int GCD(int s, int b);//最大公约数

[4]int LCM(int a, int b);//最小公倍数


使用的形式:

[1]在控制台输入[分数][回车] //化简

[2]在控制台输入[分数][空格][运算符][空格][分数][回车] //计算

其中[运算符]为+ - * / 之一.


Fraction.java

package net.zj.fraction;


import java.io.IOException;


public 
class Fraction {

    
private 
int numerator;

    
private 
int denominator;


    
public Fraction(
int numerator, 
int denominator) {

      
this.numerator = numerator;

      
this.denominator = denominator;

    }


    
public Fraction(
int numerator) {

      
this(numerator, 1);

    }


    
public 
static Fraction add(Fraction f1, Fraction f2) {

      Fraction[] fs = RCD(f1, f2);

      Fraction add = 
new Fraction(fs[0].numerator + fs[1].numerator,

        fs[0].denominator);

      
return simpler(add);

    }


    
public 
static Fraction minus(Fraction f1, Fraction f2) {

      Fraction[] fs = RCD(f1, f2);

      Fraction minus = 
new Fraction(fs[0].numerator - fs[1].numerator,

        fs[0].denominator);

      
return simpler(minus);

    }


    
public 
static Fraction multi(Fraction f1, Fraction f2) {

      Fraction multi = 
new Fraction(f1.numerator * f2.numerator,

      f1.denominator * f2.denominator);

      
return simpler(multi);

    }


    
public 
static Fraction div(Fraction f1, Fraction f2) {

      
return multi(f1, 
new Fraction(f2.denominator, f2.numerator));

    }


    
public 
static 
void input(String s) {

      String[] ss = s.split(
" ");

      
if (ss.length == 1) {

        Fraction f = StringToFraction(ss[0]);

        
if (f == 
null)

          output(
"Usage: Should input a numeric");

        
else

          output(f);

      } 
else 
if (ss.length == 3) {

        Fraction f1 = StringToFraction(ss[0]);

        Fraction f2 = StringToFraction(ss[2]);

        
if (f1 == 
null) {

          output(
"Usage: The first input should be numeric/numeric");

          
return;

        }

        
if (f2 == 
null) {

          output(
"Usage: The third input should be numeric/numeric");

          
return;

        }

        
switch (ss[1].charAt(0)) {

        
case '+':

          output(add(f1, f2));

          
break;

        
case '-':

          output(minus(f1, f2));

          
break;

        
case '*':

          output(multi(f1, f2));

          
break;

        
case '/':

          output(div(f1, f2));

          
break;

        
default:

          output(
"Usage: The second input should be one of +-*/");

          
break;

        }

      } 
else

      output(
"Usage: Should input one fraction or two fractions and a operator with the style 'f1 + f2'");

    }


    
public 
static 
void output(Fraction f) {

      
if (f.denominator == 1) {

        System.out.println(f.numerator);

        
return;

      }

      StringBuilder sb = 
new StringBuilder();

      sb.append(f.numerator);

      sb.append('/');

      sb.append(f.denominator);

      System.out.println(sb.toString());

    }


    
public 
static 
void output(String s) {

      System.out.println(s);

    }


    
private 
static Fraction StringToFraction(String s) {

      String[] ss = s.split(
"/");

      
try {

        
if (ss.length == 2)

          
return simpler(
new Fraction(Integer.valueOf(ss[0]), Integer

            .valueOf(ss[1])));

        
else 
if (ss.length == 1)

          
return 
new Fraction(Integer.valueOf(ss[0]));

        
else

          
return 
null;

      } 
catch (NumberFormatException e) {

          output(
"Usage: Should input one fraction or two fractions and a operator with the style 'f1 + f2'");

      }

      
return 
null;

    }


 
/**
  * both the numerator and denominator are divided by GCD
  */

    
private 
static Fraction simpler(Fraction f) {

      
int gcd = GCD(f.numerator, f.denominator);

      
if (gcd > 1)

        
return 
new Fraction(f.numerator / gcd, f.denominator / gcd);

      
else

        
return f;

    }


 
/**
  * reduction to common denominator
  */

    
private 
static Fraction[] RCD(Fraction f1, Fraction f2) {

      
int lcm = LCM(f1.denominator, f2.denominator);

      
int m = lcm / f1.denominator;

      
if (m > 1)

        f1 = 
new Fraction(f1.numerator * m, f1.denominator * m);

      m = lcm / f2.denominator;

      
if (m > 1)

        f2 = 
new Fraction(f2.numerator * m, f2.denominator * m);

      
return 
new Fraction[] { f1, f2 };

    }


 
/**
  * greatest common divisor
  */

    
private 
static 
int GCD(
int s, 
int b) {

      
// s-small,b-big

      
if (s > b) {

        
int temp = s;

        s = b;

        b = temp;

      }

      
while (b != 0) {

        
int temp = s % b;

        s = b;

        b = temp;

      }

      
return s;

    }


 
/**
  * a lowest common multiple
  */

    
private 
static 
int LCM(
int a, 
int b) {

      
return a * b / GCD(a, b);

    }


    
public 
static 
void main(String[] args) 
throws IOException {

      
int c;

      StringBuilder sb = 
new StringBuilder();

      
while ((c = System.in.read()) != '\n')

        sb.append((
char) c);

      input(sb.toString());

      }

}


本文转自zhangjunhd51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/zhangjunhd/77859,如需转载请自行联系原作者

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