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Java에서 분수를 표시하는 가장 좋은 방법?
자바에서 분수 작업을 하려고 합니다.
저는 산술 함수를 구현하고 싶습니다.이를 위해 우선 기능을 정상화하는 방법이 필요합니다.1/6과 1/2은 공통분모를 가질 때까지 더할 수 없습니다.1/6과 3/6을 더해야 합니다.순진한 접근법이라면 2/12와 6/12를 더해서 줄일 수 있습니다.퍼포먼스 패널티를 최소화하고 공통분모를 실현하려면 어떻게 해야 할까요?여기에는 어떤 알고리즘이 가장 적합할까요?
버전 8(hstoerr로 인해):
개선점은 다음과 같습니다.
- equals() 메서드가 compareTo() 메서드와 일치하게 되었습니다.
final class Fraction extends Number {
private int numerator;
private int denominator;
public Fraction(int numerator, int denominator) {
if(denominator == 0) {
throw new IllegalArgumentException("denominator is zero");
}
if(denominator < 0) {
numerator *= -1;
denominator *= -1;
}
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
public Fraction(int numerator) {
this.numerator = numerator;
this.denominator = 1;
}
public int getNumerator() {
return this.numerator;
}
public int getDenominator() {
return this.denominator;
}
public byte byteValue() {
return (byte) this.doubleValue();
}
public double doubleValue() {
return ((double) numerator)/((double) denominator);
}
public float floatValue() {
return (float) this.doubleValue();
}
public int intValue() {
return (int) this.doubleValue();
}
public long longValue() {
return (long) this.doubleValue();
}
public short shortValue() {
return (short) this.doubleValue();
}
public boolean equals(Fraction frac) {
return this.compareTo(frac) == 0;
}
public int compareTo(Fraction frac) {
long t = this.getNumerator() * frac.getDenominator();
long f = frac.getNumerator() * this.getDenominator();
int result = 0;
if(t>f) {
result = 1;
}
else if(f>t) {
result = -1;
}
return result;
}
}
이전 버전은 모두 삭제했습니다.감사 인사말씀드립니다.
마침 얼마 전에 오일러 프로젝트 문제에 대한 BigFraction 수업을 썼습니다.BigInteger 분자와 분모를 유지하므로 오버플로가 발생하지 않습니다.하지만 절대 오버플로가 발생하지 않는 많은 작업에는 다소 시간이 걸릴 것입니다.어쨌든, 원한다면 그것을 사용하세요.어떻게든 자랑하고 싶어 죽겠어.:)
편집: 유닛 테스트를 포함한 이 코드의 최신 및 가장 좋은 버전은 GitHub에서 호스팅되며 Maven Central에서도 이용 가능합니다.내 원래 코드를 여기에 남겨두고 이 답이 단순한 링크가 아니라...
import java.math.*;
/**
* Arbitrary-precision fractions, utilizing BigIntegers for numerator and
* denominator. Fraction is always kept in lowest terms. Fraction is
* immutable, and guaranteed not to have a null numerator or denominator.
* Denominator will always be positive (so sign is carried by numerator,
* and a zero-denominator is impossible).
*/
public final class BigFraction extends Number implements Comparable<BigFraction>
{
private static final long serialVersionUID = 1L; //because Number is Serializable
private final BigInteger numerator;
private final BigInteger denominator;
public final static BigFraction ZERO = new BigFraction(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE, true);
public final static BigFraction ONE = new BigFraction(BigInteger.ONE, BigInteger.ONE, true);
/**
* Constructs a BigFraction with given numerator and denominator. Fraction
* will be reduced to lowest terms. If fraction is negative, negative sign will
* be carried on numerator, regardless of how the values were passed in.
*/
public BigFraction(BigInteger numerator, BigInteger denominator)
{
if(numerator == null)
throw new IllegalArgumentException("Numerator is null");
if(denominator == null)
throw new IllegalArgumentException("Denominator is null");
if(denominator.equals(BigInteger.ZERO))
throw new ArithmeticException("Divide by zero.");
//only numerator should be negative.
if(denominator.signum() < 0)
{
numerator = numerator.negate();
denominator = denominator.negate();
}
//create a reduced fraction
BigInteger gcd = numerator.gcd(denominator);
this.numerator = numerator.divide(gcd);
this.denominator = denominator.divide(gcd);
}
/**
* Constructs a BigFraction from a whole number.
*/
public BigFraction(BigInteger numerator)
{
this(numerator, BigInteger.ONE, true);
}
public BigFraction(long numerator, long denominator)
{
this(BigInteger.valueOf(numerator), BigInteger.valueOf(denominator));
}
public BigFraction(long numerator)
{
this(BigInteger.valueOf(numerator), BigInteger.ONE, true);
}
/**
* Constructs a BigFraction from a floating-point number.
*
* Warning: round-off error in IEEE floating point numbers can result
* in answers that are unexpected. For example,
* System.out.println(new BigFraction(1.1))
* will print:
* 2476979795053773/2251799813685248
*
* This is because 1.1 cannot be expressed exactly in binary form. The
* given fraction is exactly equal to the internal representation of
* the double-precision floating-point number. (Which, for 1.1, is:
* (-1)^0 * 2^0 * (1 + 0x199999999999aL / 0x10000000000000L).)
*
* NOTE: In many cases, BigFraction(Double.toString(d)) may give a result
* closer to what the user expects.
*/
public BigFraction(double d)
{
if(Double.isInfinite(d))
throw new IllegalArgumentException("double val is infinite");
if(Double.isNaN(d))
throw new IllegalArgumentException("double val is NaN");
//special case - math below won't work right for 0.0 or -0.0
if(d == 0)
{
numerator = BigInteger.ZERO;
denominator = BigInteger.ONE;
return;
}
final long bits = Double.doubleToLongBits(d);
final int sign = (int)(bits >> 63) & 0x1;
final int exponent = ((int)(bits >> 52) & 0x7ff) - 0x3ff;
final long mantissa = bits & 0xfffffffffffffL;
//number is (-1)^sign * 2^(exponent) * 1.mantissa
BigInteger tmpNumerator = BigInteger.valueOf(sign==0 ? 1 : -1);
BigInteger tmpDenominator = BigInteger.ONE;
//use shortcut: 2^x == 1 << x. if x is negative, shift the denominator
if(exponent >= 0)
tmpNumerator = tmpNumerator.multiply(BigInteger.ONE.shiftLeft(exponent));
else
tmpDenominator = tmpDenominator.multiply(BigInteger.ONE.shiftLeft(-exponent));
//1.mantissa == 1 + mantissa/2^52 == (2^52 + mantissa)/2^52
tmpDenominator = tmpDenominator.multiply(BigInteger.valueOf(0x10000000000000L));
tmpNumerator = tmpNumerator.multiply(BigInteger.valueOf(0x10000000000000L + mantissa));
BigInteger gcd = tmpNumerator.gcd(tmpDenominator);
numerator = tmpNumerator.divide(gcd);
denominator = tmpDenominator.divide(gcd);
}
/**
* Constructs a BigFraction from two floating-point numbers.
*
* Warning: round-off error in IEEE floating point numbers can result
* in answers that are unexpected. See BigFraction(double) for more
* information.
*
* NOTE: In many cases, BigFraction(Double.toString(numerator) + "/" + Double.toString(denominator))
* may give a result closer to what the user expects.
*/
public BigFraction(double numerator, double denominator)
{
if(denominator == 0)
throw new ArithmeticException("Divide by zero.");
BigFraction tmp = new BigFraction(numerator).divide(new BigFraction(denominator));
this.numerator = tmp.numerator;
this.denominator = tmp.denominator;
}
/**
* Constructs a new BigFraction from the given BigDecimal object.
*/
public BigFraction(BigDecimal d)
{
this(d.scale() < 0 ? d.unscaledValue().multiply(BigInteger.TEN.pow(-d.scale())) : d.unscaledValue(),
d.scale() < 0 ? BigInteger.ONE : BigInteger.TEN.pow(d.scale()));
}
public BigFraction(BigDecimal numerator, BigDecimal denominator)
{
if(denominator.equals(BigDecimal.ZERO))
throw new ArithmeticException("Divide by zero.");
BigFraction tmp = new BigFraction(numerator).divide(new BigFraction(denominator));
this.numerator = tmp.numerator;
this.denominator = tmp.denominator;
}
/**
* Constructs a BigFraction from a String. Expected format is numerator/denominator,
* but /denominator part is optional. Either numerator or denominator may be a floating-
* point decimal number, which in the same format as a parameter to the
* <code>BigDecimal(String)</code> constructor.
*
* @throws NumberFormatException if the string cannot be properly parsed.
*/
public BigFraction(String s)
{
int slashPos = s.indexOf('/');
if(slashPos < 0)
{
BigFraction res = new BigFraction(new BigDecimal(s));
this.numerator = res.numerator;
this.denominator = res.denominator;
}
else
{
BigDecimal num = new BigDecimal(s.substring(0, slashPos));
BigDecimal den = new BigDecimal(s.substring(slashPos+1, s.length()));
BigFraction res = new BigFraction(num, den);
this.numerator = res.numerator;
this.denominator = res.denominator;
}
}
/**
* Returns this + f.
*/
public BigFraction add(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
//n1/d1 + n2/d2 = (n1*d2 + d1*n2)/(d1*d2)
return new BigFraction(numerator.multiply(f.denominator).add(denominator.multiply(f.numerator)),
denominator.multiply(f.denominator));
}
/**
* Returns this + b.
*/
public BigFraction add(BigInteger b)
{
if(b == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
//n1/d1 + n2 = (n1 + d1*n2)/d1
return new BigFraction(numerator.add(denominator.multiply(b)),
denominator, true);
}
/**
* Returns this + n.
*/
public BigFraction add(long n)
{
return add(BigInteger.valueOf(n));
}
/**
* Returns this - f.
*/
public BigFraction subtract(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return new BigFraction(numerator.multiply(f.denominator).subtract(denominator.multiply(f.numerator)),
denominator.multiply(f.denominator));
}
/**
* Returns this - b.
*/
public BigFraction subtract(BigInteger b)
{
if(b == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return new BigFraction(numerator.subtract(denominator.multiply(b)),
denominator, true);
}
/**
* Returns this - n.
*/
public BigFraction subtract(long n)
{
return subtract(BigInteger.valueOf(n));
}
/**
* Returns this * f.
*/
public BigFraction multiply(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return new BigFraction(numerator.multiply(f.numerator), denominator.multiply(f.denominator));
}
/**
* Returns this * b.
*/
public BigFraction multiply(BigInteger b)
{
if(b == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return new BigFraction(numerator.multiply(b), denominator);
}
/**
* Returns this * n.
*/
public BigFraction multiply(long n)
{
return multiply(BigInteger.valueOf(n));
}
/**
* Returns this / f.
*/
public BigFraction divide(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
if(f.numerator.equals(BigInteger.ZERO))
throw new ArithmeticException("Divide by zero");
return new BigFraction(numerator.multiply(f.denominator), denominator.multiply(f.numerator));
}
/**
* Returns this / b.
*/
public BigFraction divide(BigInteger b)
{
if(b == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
if(b.equals(BigInteger.ZERO))
throw new ArithmeticException("Divide by zero");
return new BigFraction(numerator, denominator.multiply(b));
}
/**
* Returns this / n.
*/
public BigFraction divide(long n)
{
return divide(BigInteger.valueOf(n));
}
/**
* Returns this^exponent.
*/
public BigFraction pow(int exponent)
{
if(exponent == 0)
return BigFraction.ONE;
else if (exponent == 1)
return this;
else if (exponent < 0)
return new BigFraction(denominator.pow(-exponent), numerator.pow(-exponent), true);
else
return new BigFraction(numerator.pow(exponent), denominator.pow(exponent), true);
}
/**
* Returns 1/this.
*/
public BigFraction reciprocal()
{
if(this.numerator.equals(BigInteger.ZERO))
throw new ArithmeticException("Divide by zero");
return new BigFraction(denominator, numerator, true);
}
/**
* Returns the complement of this fraction, which is equal to 1 - this.
* Useful for probabilities/statistics.
*/
public BigFraction complement()
{
return new BigFraction(denominator.subtract(numerator), denominator, true);
}
/**
* Returns -this.
*/
public BigFraction negate()
{
return new BigFraction(numerator.negate(), denominator, true);
}
/**
* Returns -1, 0, or 1, representing the sign of this fraction.
*/
public int signum()
{
return numerator.signum();
}
/**
* Returns the absolute value of this.
*/
public BigFraction abs()
{
return (signum() < 0 ? negate() : this);
}
/**
* Returns a string representation of this, in the form
* numerator/denominator.
*/
public String toString()
{
return numerator.toString() + "/" + denominator.toString();
}
/**
* Returns if this object is equal to another object.
*/
public boolean equals(Object o)
{
if(!(o instanceof BigFraction))
return false;
BigFraction f = (BigFraction)o;
return numerator.equals(f.numerator) && denominator.equals(f.denominator);
}
/**
* Returns a hash code for this object.
*/
public int hashCode()
{
//using the method generated by Eclipse, but streamlined a bit..
return (31 + numerator.hashCode())*31 + denominator.hashCode();
}
/**
* Returns a negative, zero, or positive number, indicating if this object
* is less than, equal to, or greater than f, respectively.
*/
public int compareTo(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
//easy case: this and f have different signs
if(signum() != f.signum())
return signum() - f.signum();
//next easy case: this and f have the same denominator
if(denominator.equals(f.denominator))
return numerator.compareTo(f.numerator);
//not an easy case, so first make the denominators equal then compare the numerators
return numerator.multiply(f.denominator).compareTo(denominator.multiply(f.numerator));
}
/**
* Returns the smaller of this and f.
*/
public BigFraction min(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return (this.compareTo(f) <= 0 ? this : f);
}
/**
* Returns the maximum of this and f.
*/
public BigFraction max(BigFraction f)
{
if(f == null)
throw new IllegalArgumentException("Null argument");
return (this.compareTo(f) >= 0 ? this : f);
}
/**
* Returns a positive BigFraction, greater than or equal to zero, and less than one.
*/
public static BigFraction random()
{
return new BigFraction(Math.random());
}
public final BigInteger getNumerator() { return numerator; }
public final BigInteger getDenominator() { return denominator; }
//implementation of Number class. may cause overflow.
public byte byteValue() { return (byte) Math.max(Byte.MIN_VALUE, Math.min(Byte.MAX_VALUE, longValue())); }
public short shortValue() { return (short)Math.max(Short.MIN_VALUE, Math.min(Short.MAX_VALUE, longValue())); }
public int intValue() { return (int) Math.max(Integer.MIN_VALUE, Math.min(Integer.MAX_VALUE, longValue())); }
public long longValue() { return Math.round(doubleValue()); }
public float floatValue() { return (float)doubleValue(); }
public double doubleValue() { return toBigDecimal(18).doubleValue(); }
/**
* Returns a BigDecimal representation of this fraction. If possible, the
* returned value will be exactly equal to the fraction. If not, the BigDecimal
* will have a scale large enough to hold the same number of significant figures
* as both numerator and denominator, or the equivalent of a double-precision
* number, whichever is more.
*/
public BigDecimal toBigDecimal()
{
//Implementation note: A fraction can be represented exactly in base-10 iff its
//denominator is of the form 2^a * 5^b, where a and b are nonnegative integers.
//(In other words, if there are no prime factors of the denominator except for
//2 and 5, or if the denominator is 1). So to determine if this denominator is
//of this form, continually divide by 2 to get the number of 2's, and then
//continually divide by 5 to get the number of 5's. Afterward, if the denominator
//is 1 then there are no other prime factors.
//Note: number of 2's is given by the number of trailing 0 bits in the number
int twos = denominator.getLowestSetBit();
BigInteger tmpDen = denominator.shiftRight(twos); // x / 2^n === x >> n
final BigInteger FIVE = BigInteger.valueOf(5);
int fives = 0;
BigInteger[] divMod = null;
//while(tmpDen % 5 == 0) { fives++; tmpDen /= 5; }
while(BigInteger.ZERO.equals((divMod = tmpDen.divideAndRemainder(FIVE))[1]))
{
fives++;
tmpDen = divMod[0];
}
if(BigInteger.ONE.equals(tmpDen))
{
//This fraction will terminate in base 10, so it can be represented exactly as
//a BigDecimal. We would now like to make the fraction of the form
//unscaled / 10^scale. We know that 2^x * 5^x = 10^x, and our denominator is
//in the form 2^twos * 5^fives. So use max(twos, fives) as the scale, and
//multiply the numerator and deminator by the appropriate number of 2's or 5's
//such that the denominator is of the form 2^scale * 5^scale. (Of course, we
//only have to actually multiply the numerator, since all we need for the
//BigDecimal constructor is the scale.
BigInteger unscaled = numerator;
int scale = Math.max(twos, fives);
if(twos < fives)
unscaled = unscaled.shiftLeft(fives - twos); //x * 2^n === x << n
else if (fives < twos)
unscaled = unscaled.multiply(FIVE.pow(twos - fives));
return new BigDecimal(unscaled, scale);
}
//else: this number will repeat infinitely in base-10. So try to figure out
//a good number of significant digits. Start with the number of digits required
//to represent the numerator and denominator in base-10, which is given by
//bitLength / log[2](10). (bitLenth is the number of digits in base-2).
final double LG10 = 3.321928094887362; //Precomputed ln(10)/ln(2), a.k.a. log[2](10)
int precision = Math.max(numerator.bitLength(), denominator.bitLength());
precision = (int)Math.ceil(precision / LG10);
//If the precision is less than 18 digits, use 18 digits so that the number
//will be at least as accurate as a cast to a double. For example, with
//the fraction 1/3, precision will be 1, giving a result of 0.3. This is
//quite a bit different from what a user would expect.
if(precision < 18)
precision = 18;
return toBigDecimal(precision);
}
/**
* Returns a BigDecimal representation of this fraction, with a given precision.
* @param precision the number of significant figures to be used in the result.
*/
public BigDecimal toBigDecimal(int precision)
{
return new BigDecimal(numerator).divide(new BigDecimal(denominator), new MathContext(precision, RoundingMode.HALF_EVEN));
}
//--------------------------------------------------------------------------
// PRIVATE FUNCTIONS
//--------------------------------------------------------------------------
/**
* Private constructor, used when you can be certain that the fraction is already in
* lowest terms. No check is done to reduce numerator/denominator. A check is still
* done to maintain a positive denominator.
*
* @param throwaway unused variable, only here to signal to the compiler that this
* constructor should be used.
*/
private BigFraction(BigInteger numerator, BigInteger denominator, boolean throwaway)
{
if(denominator.signum() < 0)
{
this.numerator = numerator.negate();
this.denominator = denominator.negate();
}
else
{
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
}
}
- 그것을 불변하게 하다
- 6/4이 3/2가 되는 것을 의미하는 표준으로 합니다(이 경우 최대공약수 알고리즘이 유용합니다).
- 합리적이라고 부르세요.당신이 나타내는 것은 합리적인 수치이기 때문입니다.
- 를 사용하여 임의의 정밀도 값을 저장할 수 있습니다.그렇지 않으면
long구현이 용이합니다. - 분모는 항상 양수여야 합니다.표식은 분자에 의해 전달되어야 한다.
- 확장;
- 실장;
- 구현 및
- a로 합니다.
String; - 공장에서의 편리한 방법을 추가한다.
- 및 을 추가합니다.
- 만들어라.
사실, 사이즈를 위해 이것을 입어보세요.실행되지만 다음과 같은 문제가 있을 수 있습니다.
public class BigRational extends Number implements Comparable<BigRational>, Serializable {
public final static BigRational ZERO = new BigRational(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE);
private final static long serialVersionUID = 1099377265582986378L;
private final BigInteger numerator, denominator;
private BigRational(BigInteger numerator, BigInteger denominator) {
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
private static BigRational canonical(BigInteger numerator, BigInteger denominator, boolean checkGcd) {
if (denominator.signum() == 0) {
throw new IllegalArgumentException("denominator is zero");
}
if (numerator.signum() == 0) {
return ZERO;
}
if (denominator.signum() < 0) {
numerator = numerator.negate();
denominator = denominator.negate();
}
if (checkGcd) {
BigInteger gcd = numerator.gcd(denominator);
if (!gcd.equals(BigInteger.ONE)) {
numerator = numerator.divide(gcd);
denominator = denominator.divide(gcd);
}
}
return new BigRational(numerator, denominator);
}
public static BigRational getInstance(BigInteger numerator, BigInteger denominator) {
return canonical(numerator, denominator, true);
}
public static BigRational getInstance(long numerator, long denominator) {
return canonical(new BigInteger("" + numerator), new BigInteger("" + denominator), true);
}
public static BigRational getInstance(String numerator, String denominator) {
return canonical(new BigInteger(numerator), new BigInteger(denominator), true);
}
public static BigRational valueOf(String s) {
Pattern p = Pattern.compile("(-?\\d+)(?:.(\\d+)?)?0*(?:e(-?\\d+))?");
Matcher m = p.matcher(s);
if (!m.matches()) {
throw new IllegalArgumentException("Unknown format '" + s + "'");
}
// this translates 23.123e5 to 25,123 / 1000 * 10^5 = 2,512,300 / 1 (GCD)
String whole = m.group(1);
String decimal = m.group(2);
String exponent = m.group(3);
String n = whole;
// 23.123 => 23123
if (decimal != null) {
n += decimal;
}
BigInteger numerator = new BigInteger(n);
// exponent is an int because BigInteger.pow() takes an int argument
// it gets more difficult if exponent needs to be outside {-2 billion,2 billion}
int exp = exponent == null ? 0 : Integer.valueOf(exponent);
int decimalPlaces = decimal == null ? 0 : decimal.length();
exp -= decimalPlaces;
BigInteger denominator;
if (exp < 0) {
denominator = BigInteger.TEN.pow(-exp);
} else {
numerator = numerator.multiply(BigInteger.TEN.pow(exp));
denominator = BigInteger.ONE;
}
// done
return canonical(numerator, denominator, true);
}
// Comparable
public int compareTo(BigRational o) {
// note: this is a bit of cheat, relying on BigInteger.compareTo() returning
// -1, 0 or 1. For the more general contract of compareTo(), you'd need to do
// more checking
if (numerator.signum() != o.numerator.signum()) {
return numerator.signum() - o.numerator.signum();
} else {
// oddly BigInteger has gcd() but no lcm()
BigInteger i1 = numerator.multiply(o.denominator);
BigInteger i2 = o.numerator.multiply(denominator);
return i1.compareTo(i2); // expensive!
}
}
public BigRational add(BigRational o) {
if (o.numerator.signum() == 0) {
return this;
} else if (numerator.signum() == 0) {
return o;
} else if (denominator.equals(o.denominator)) {
return new BigRational(numerator.add(o.numerator), denominator);
} else {
return canonical(numerator.multiply(o.denominator).add(o.numerator.multiply(denominator)), denominator.multiply(o.denominator), true);
}
}
public BigRational multiply(BigRational o) {
if (numerator.signum() == 0 || o.numerator.signum( )== 0) {
return ZERO;
} else if (numerator.equals(o.denominator)) {
return canonical(o.numerator, denominator, true);
} else if (o.numerator.equals(denominator)) {
return canonical(numerator, o.denominator, true);
} else if (numerator.negate().equals(o.denominator)) {
return canonical(o.numerator.negate(), denominator, true);
} else if (o.numerator.negate().equals(denominator)) {
return canonical(numerator.negate(), o.denominator, true);
} else {
return canonical(numerator.multiply(o.numerator), denominator.multiply(o.denominator), true);
}
}
public BigInteger getNumerator() { return numerator; }
public BigInteger getDenominator() { return denominator; }
public boolean isInteger() { return numerator.signum() == 0 || denominator.equals(BigInteger.ONE); }
public BigRational negate() { return new BigRational(numerator.negate(), denominator); }
public BigRational invert() { return canonical(denominator, numerator, false); }
public BigRational abs() { return numerator.signum() < 0 ? negate() : this; }
public BigRational pow(int exp) { return canonical(numerator.pow(exp), denominator.pow(exp), true); }
public BigRational subtract(BigRational o) { return add(o.negate()); }
public BigRational divide(BigRational o) { return multiply(o.invert()); }
public BigRational min(BigRational o) { return compareTo(o) <= 0 ? this : o; }
public BigRational max(BigRational o) { return compareTo(o) >= 0 ? this : o; }
public BigDecimal toBigDecimal(int scale, RoundingMode roundingMode) {
return isInteger() ? new BigDecimal(numerator) : new BigDecimal(numerator).divide(new BigDecimal(denominator), scale, roundingMode);
}
// Number
public int intValue() { return isInteger() ? numerator.intValue() : numerator.divide(denominator).intValue(); }
public long longValue() { return isInteger() ? numerator.longValue() : numerator.divide(denominator).longValue(); }
public float floatValue() { return (float)doubleValue(); }
public double doubleValue() { return isInteger() ? numerator.doubleValue() : numerator.doubleValue() / denominator.doubleValue(); }
@Override
public String toString() { return isInteger() ? String.format("%,d", numerator) : String.format("%,d / %,d", numerator, denominator); }
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
BigRational that = (BigRational) o;
if (denominator != null ? !denominator.equals(that.denominator) : that.denominator != null) return false;
if (numerator != null ? !numerator.equals(that.numerator) : that.numerator != null) return false;
return true;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = numerator != null ? numerator.hashCode() : 0;
result = 31 * result + (denominator != null ? denominator.hashCode() : 0);
return result;
}
public static void main(String args[]) {
BigRational r1 = BigRational.valueOf("3.14e4");
BigRational r2 = BigRational.getInstance(111, 7);
dump("r1", r1);
dump("r2", r2);
dump("r1 + r2", r1.add(r2));
dump("r1 - r2", r1.subtract(r2));
dump("r1 * r2", r1.multiply(r2));
dump("r1 / r2", r1.divide(r2));
dump("r2 ^ 2", r2.pow(2));
}
public static void dump(String name, BigRational r) {
System.out.printf("%s = %s%n", name, r);
System.out.printf("%s.negate() = %s%n", name, r.negate());
System.out.printf("%s.invert() = %s%n", name, r.invert());
System.out.printf("%s.intValue() = %,d%n", name, r.intValue());
System.out.printf("%s.longValue() = %,d%n", name, r.longValue());
System.out.printf("%s.floatValue() = %,f%n", name, r.floatValue());
System.out.printf("%s.doubleValue() = %,f%n", name, r.doubleValue());
System.out.println();
}
}
출력:
r1 = 31,400
r1.negate() = -31,400
r1.invert() = 1 / 31,400
r1.intValue() = 31,400
r1.longValue() = 31,400
r1.floatValue() = 31,400.000000
r1.doubleValue() = 31,400.000000
r2 = 111 / 7
r2.negate() = -111 / 7
r2.invert() = 7 / 111
r2.intValue() = 15
r2.longValue() = 15
r2.floatValue() = 15.857142
r2.doubleValue() = 15.857143
r1 + r2 = 219,911 / 7
r1 + r2.negate() = -219,911 / 7
r1 + r2.invert() = 7 / 219,911
r1 + r2.intValue() = 31,415
r1 + r2.longValue() = 31,415
r1 + r2.floatValue() = 31,415.857422
r1 + r2.doubleValue() = 31,415.857143
r1 - r2 = 219,689 / 7
r1 - r2.negate() = -219,689 / 7
r1 - r2.invert() = 7 / 219,689
r1 - r2.intValue() = 31,384
r1 - r2.longValue() = 31,384
r1 - r2.floatValue() = 31,384.142578
r1 - r2.doubleValue() = 31,384.142857
r1 * r2 = 3,485,400 / 7
r1 * r2.negate() = -3,485,400 / 7
r1 * r2.invert() = 7 / 3,485,400
r1 * r2.intValue() = 497,914
r1 * r2.longValue() = 497,914
r1 * r2.floatValue() = 497,914.281250
r1 * r2.doubleValue() = 497,914.285714
r1 / r2 = 219,800 / 111
r1 / r2.negate() = -219,800 / 111
r1 / r2.invert() = 111 / 219,800
r1 / r2.intValue() = 1,980
r1 / r2.longValue() = 1,980
r1 / r2.floatValue() = 1,980.180176
r1 / r2.doubleValue() = 1,980.180180
r2 ^ 2 = 12,321 / 49
r2 ^ 2.negate() = -12,321 / 49
r2 ^ 2.invert() = 49 / 12,321
r2 ^ 2.intValue() = 251
r2 ^ 2.longValue() = 251
r2 ^ 2.floatValue() = 251.448975
r2 ^ 2.doubleValue() = 251.448980
자바에서 적절한 분수로 작업하려고 합니다.
Apache Commons Math는 꽤 오랫동안 Fraction 수업을 받아왔다."Boy I wish java have something X in the core library!"에 대한 대답은 Apache Commons 라이브러리의 우산 아래에서 찾을 수 있습니다.
불변의 활자로 만들어 주세요!분수의 값은 변하지 않습니다.예를 들어, 반수는 3분의 1이 되지 않습니다.setDenominator 대신 분자는 같지만 지정된 분모를 가진 새로운 분수를 반환하는 denominator를 사용할 수 있습니다.
불변의 활자로 사는 것이 훨씬 편하다.
등호나 해시 코드를 덮어쓰는 것도 합리적이기 때문에 맵이나 집합에서 사용할 수 있습니다.산술 연산자와 문자열 포맷에 대한 무법자 프로그래머의 포인트도 좋습니다.
일반적인 가이드로서 BigInteger와 BigDecimal에 대해 살펴보겠습니다.같은 일을 하고 있지는 않지만, 좋은 아이디어를 줄 수 있을 정도로 비슷합니다.
음, 우선, 나는 세터를 없애고 Fractes를 불변하게 만들거야.
덧셈, 뺄셈 등을 하거나 다양한 String 형식의 표현을 얻을 수 있는 방법이 필요할 수도 있습니다.
편집: 내 의도를 나타내기 위해 필드를 '최종'으로 표시할 수도 있지만, 큰 문제는 아닌 것 같습니다.
- add()나 multiply() 등의 산술적 방법이 없으면 의미가 없습니다.
- 반드시 equals()와 hashCode()를 덮어써야 합니다.
- 분수를 정규화하는 방법을 추가하거나 자동으로 수행해야 합니다.1/2와 2/4을 동일하게 간주할지 여부를 생각해 보십시오.이것은 equals(), hashCode() 및 compareTo() 메서드에 영향을 줍니다.
작은 것부터 큰 것까지 주문해야 하기 때문에 결국 더블로 표현해야 합니다.
엄밀하게는 필요 없다. (사실 평등을 올바르게 다루고 싶다면 일을 제대로 하기 위해 이중고에 의존하지 말라.)b*d가 양이면 a/b < c/d, ad < bc이면 a/b < c/d.만약 음의 정수가 관련된다면, 적절하게 처리될 수 있다...
다음과 같이 고쳐 쓸 수 있습니다.
public int compareTo(Fraction frac)
{
// we are comparing this=a/b with frac=c/d
// by multiplying both sides by bd.
// If bd is positive, then a/b < c/d <=> ad < bc.
// If bd is negative, then a/b < c/d <=> ad > bc.
// If bd is 0, then you've got other problems (either b=0 or d=0)
int d = frac.getDenominator();
long ad = (long)this.numerator * d;
long bc = (long)this.denominator * frac.getNumerator();
long diff = ((long)d*this.denominator > 0) ? (ad-bc) : (bc-ad);
return (diff > 0 ? 1 : (diff < 0 ? -1 : 0));
}
「 」의 long 개의 큰 .int가 항상할 수 를 모두 한다), 하고 몇 단계를 할 수 . 분모가 항상 음이 아님을 보증할 수 있는 경우(음수인 경우 분자와 분모 모두 음수인 경우) b*d가 양수인지 확인하고 몇 단계를 절약할 수 있습니다.분모가 0인 상태에서 어떤 행동을 원하는지 모르겠네요
성능을 비교하기 위해 두 배의 성능을 사용하는 것과 비교해 볼 수 없습니다.(그만큼 성능에 신경을 쓴다면) 여기 제가 자주 체크하던 테스트 방법이 있습니다.(적절하게 동작하는 것 같습니다.)
public static void main(String[] args)
{
int a = Integer.parseInt(args[0]);
int b = Integer.parseInt(args[1]);
int c = Integer.parseInt(args[2]);
int d = Integer.parseInt(args[3]);
Fraction f1 = new Fraction(a,b);
Fraction f2 = new Fraction(c,d);
int rel = f1.compareTo(f2);
String relstr = "<=>";
System.out.println(a+"/"+b+" "+relstr.charAt(rel+1)+" "+c+"/"+d);
}
(p.s. 구현하기 위한 구조조정을 고려할 수 있습니다.Comparable ★★★★★★★★★★★★★★★★★」Comparator★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★」
한 가지 아주 작은 개선사항은 잠재적으로 계산 중인 두 배의 가치를 절약하여 첫 번째 액세스 시에만 계산할 수 있도록 하는 것입니다.이 번호에 많이 접속하지 않는 한 큰 이득은 아니지만, 그렇게 하는 것도 그리 어렵지 않습니다.
한 가지 추가 포인트는 분모에서 수행하는 오류 검사일 수 있습니다.0을 1로 자동 변경합니다.이것이 특정 응용 프로그램에 적합한지 확실하지 않지만, 일반적으로 누군가가 0으로 나누려고 한다면 뭔가 매우 잘못된 것입니다.사용자가 모르는 임의의 방법으로 값을 변경하는 것이 아니라 예외(필요하다고 생각되는 경우 특수 예외)를 발생시킵니다.
다른 코멘트와는 대조적으로, 뺄셈을 추가하는 방법 등에 대해서는…필요하단 말을 하지 않으셨으니 그럴 필요 없겠죠또, 실제로 많은 장소나 다른 사람이 사용하는 라이브러리를 구축하는 것이 아니라면, YAGNI를 사용해 주세요(필요없기 때문에, 거기에 있으면 안 됩니다).
이 값 또는 임의의 값 유형을 개선하는 방법은 다음과 같습니다.
- 분자와 분모를 최종 기말고사로 만드는 것을 포함하여 클래스를 불변으로 만듭니다.
- 분수를 표준 형식(예: 2/4 -> 1/2)으로 자동 변환
- toString() 구현
- "public static fraction value Of(String s)"를 구현하여 문자열에서 분수로 변환합니다.int, double 등에서 변환하기 위해 동일한 공장 방법을 구현합니다.
- 덧셈, 곱셈 등의 구현
- 정수에서 생성자 추가
- equals/hashCode 덮어쓰기
- 필요에 따라 Fraction을 BigInteger로 전환하는 구현이 포함된 인터페이스로 만드는 것을 검토하십시오.
- 서브클래싱 번호
- 0 및 1과 같은 공통 값에 명명된 상수를 포함시키는 것을 고려합니다.
- 시리얼화 검토
- 0으로 나누기 검정
- API 문서화
기본적으로 Double, Integer 등의 다른 값 클래스에 대한 API를 살펴보고 해당 작업을 수행합니다.
한 분수의 분자와 분모를 다른 분모의 분모와 곱하면 분모가 같은 두 개의 분수가 생성되므로 분자를 직접 비교할 수 있습니다.따라서 이중 값을 계산할 필요가 없습니다.
public int compareTo(Fraction frac) {
int t = this.numerator * frac.getDenominator();
int f = frac.getNumerator() * this.denominator;
if(t>f) return 1;
if(f>t) return -1;
return 0;
}
그 코드를 어떻게 개선할 것인가:
- String Fraction(String s) //expect "number/number"에 기반한 생성자
- 복사 생성자 Fraction(Fraction 복사)
- 복제 메서드를 재정의하다
- Equals, toString 및 hashcode 메서드를 구현합니다.
- 는, 인터페이스 java.io 를 실장하고 있습니다.시리얼화 가능, 비교 가능
- double get Double Value() 메서드
- 메서드 add/setc...
- 그 클래스는 불변(세터 없음)으로 하겠습니다.
비교 대상 함수가 이미 있습니다...Comparable 인터페이스를 구현합니다.
하지만 그걸로 뭘 할지는 중요하지 않을 수도 있어.
모험심을 느끼고 있다면 JScience를 살펴보세요.분수를 나타내는 클래스가 있습니다.
구체적으로는:0분모를 넘기는 것에 대처할 수 있는 더 좋은 방법이 있을까요?분모를 1로 설정하는 것은 매우 제멋대로인 것 같습니다.어떻게 해야 제대로 할 수 있지?
0으로 나누기 위한 산술예외를 던질 수 있습니다.이것이 실제로 일어나고 있는 일이기 때문입니다.
public Fraction(int numerator, int denominator) {
if(denominator == 0)
throw new ArithmeticException("Divide by zero.");
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
"0으로 나누기" 대신 "0으로 나누기: 분수에 대한 분모는 0입니다."라는 메시지가 표시되도록 할 수 있습니다.
fraction 객체를 작성한 후 다른 객체가 분자나 분모를 설정할 수 있도록 하는 이유는 무엇입니까?이것들은 읽기 전용이라고 생각합니다.그것은 물체를 불변하게 만든다...
또한...분모를 0으로 설정하면 잘못된 인수 예외가 발생합니다(Java에서는 뭔지 모르겠습니다).
Timothy Budd는 그의 "Data Structures in C++"에서 Rational 클래스의 훌륭한 구현을 가지고 있습니다.물론 언어는 다르지만 Java로 전환이 잘 됩니다.
저는 건설업자를 더 추천하고 싶습니다.기본 생성자는 분자 0, 분모 1을 가집니다.단일 arg 생성자는 분모를 1로 가정합니다.사용자가 이 클래스를 어떻게 사용할지 생각해 보십시오.
0분모에 대한 확인은 없나요?계약에 의한 프로그래밍은 추가가 필요합니다.
세 번째, 다섯 번째, 또는 어떤 추천이든 당신의 비율을 불변하게 만들겠습니다.Number 클래스를 연장하는 것도 추천합니다.Double 클래스를 검토하겠습니다.여러분도 같은 방법을 많이 도입하고 싶을 거예요.
또한 Comparible과 Serialable도 구현해야 합니다.이 동작은 아마 상정되어 있을 것입니다.따라서 compareTo()를 구현해야 합니다.또한 equals()를 덮어쓸 필요가 있습니다.hash Code()도 덮어쓸 수 있을 정도로 강조할 수 없습니다.이것은 compareTo()와 equals()를 일관되게 하고 싶지 않은 몇 안 되는 경우 중 하나일 수 있습니다.이는 서로 축소할 수 있는 분수가 반드시 동일하다고는 할 수 없기 때문입니다.
제가 좋아하는 청소 연습은 반품 한 번뿐입니다.
public int compareTo(Fraction frac) {
int result = 0
double t = this.doubleValue();
double f = frac.doubleValue();
if(t>f)
result = 1;
else if(f>t)
result -1;
return result;
}
JScience 라이브러리의 Rational 클래스를 사용합니다.자바에서 본 소수점 산술에서 가장 좋은 점이야.
- 모든 메서드에 Javadoc 추가.
- 메서드 전제조건 체크 추가.
- 「 」의 커스텀 했습니다.
valueOf(String)BigInteger(String)더 유연하고 더 빠릅니다.
import com.google.common.base.Splitter;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.BigInteger;
import java.math.RoundingMode;
import java.util.List;
import java.util.Objects;
import org.bitbucket.cowwoc.preconditions.Preconditions;
/**
* A rational fraction, represented by {@code numerator / denominator}.
* <p>
* This implementation is based on <a
* href="https://stackoverflow.com/a/474577/14731">https://stackoverflow.com/a/474577/14731</a>
* <p>
* @author Gili Tzabari
*/
public final class BigRational extends Number implements Comparable<BigRational>
{
private static final long serialVersionUID = 0L;
public static final BigRational ZERO = new BigRational(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE);
public static final BigRational ONE = new BigRational(BigInteger.ONE, BigInteger.ONE);
/**
* Ensures the fraction the denominator is positive and optionally divides the numerator and
* denominator by the greatest common factor.
* <p>
* @param numerator a numerator
* @param denominator a denominator
* @param checkGcd true if the numerator and denominator should be divided by the greatest
* common factor
* @return the canonical representation of the rational fraction
*/
private static BigRational canonical(BigInteger numerator, BigInteger denominator,
boolean checkGcd)
{
assert (numerator != null);
assert (denominator != null);
if (denominator.signum() == 0)
throw new IllegalArgumentException("denominator is zero");
if (numerator.signum() == 0)
return ZERO;
BigInteger newNumerator = numerator;
BigInteger newDenominator = denominator;
if (newDenominator.signum() < 0)
{
newNumerator = newNumerator.negate();
newDenominator = newDenominator.negate();
}
if (checkGcd)
{
BigInteger gcd = newNumerator.gcd(newDenominator);
if (!gcd.equals(BigInteger.ONE))
{
newNumerator = newNumerator.divide(gcd);
newDenominator = newDenominator.divide(gcd);
}
}
return new BigRational(newNumerator, newDenominator);
}
/**
* @param numerator a numerator
* @param denominator a denominator
* @return a BigRational having value {@code numerator / denominator}
* @throws NullPointerException if numerator or denominator are null
*/
public static BigRational valueOf(BigInteger numerator, BigInteger denominator)
{
Preconditions.requireThat(numerator, "numerator").isNotNull();
Preconditions.requireThat(denominator, "denominator").isNotNull();
return canonical(numerator, denominator, true);
}
/**
* @param numerator a numerator
* @param denominator a denominator
* @return a BigRational having value {@code numerator / denominator}
*/
public static BigRational valueOf(long numerator, long denominator)
{
BigInteger bigNumerator = BigInteger.valueOf(numerator);
BigInteger bigDenominator = BigInteger.valueOf(denominator);
return canonical(bigNumerator, bigDenominator, true);
}
/**
* @param value the parameter value
* @param name the parameter name
* @return the BigInteger representation of the parameter
* @throws NumberFormatException if value is not a valid representation of BigInteger
*/
private static BigInteger requireBigInteger(String value, String name)
throws NumberFormatException
{
try
{
return new BigInteger(value);
}
catch (NumberFormatException e)
{
throw (NumberFormatException) new NumberFormatException("Invalid " + name + ": " + value).
initCause(e);
}
}
/**
* @param numerator a numerator
* @param denominator a denominator
* @return a BigRational having value {@code numerator / denominator}
* @throws NullPointerException if numerator or denominator are null
* @throws IllegalArgumentException if numerator or denominator are empty
* @throws NumberFormatException if numerator or denominator are not a valid representation of
* BigDecimal
*/
public static BigRational valueOf(String numerator, String denominator)
throws NullPointerException, IllegalArgumentException, NumberFormatException
{
Preconditions.requireThat(numerator, "numerator").isNotNull().isNotEmpty();
Preconditions.requireThat(denominator, "denominator").isNotNull().isNotEmpty();
BigInteger bigNumerator = requireBigInteger(numerator, "numerator");
BigInteger bigDenominator = requireBigInteger(denominator, "denominator");
return canonical(bigNumerator, bigDenominator, true);
}
/**
* @param value a string representation of a rational fraction (e.g. "12.34e5" or "3/4")
* @return a BigRational representation of the String
* @throws NullPointerException if value is null
* @throws IllegalArgumentException if value is empty
* @throws NumberFormatException if numerator or denominator are not a valid representation of
* BigDecimal
*/
public static BigRational valueOf(String value)
throws NullPointerException, IllegalArgumentException, NumberFormatException
{
Preconditions.requireThat(value, "value").isNotNull().isNotEmpty();
List<String> fractionParts = Splitter.on('/').splitToList(value);
if (fractionParts.size() == 1)
return valueOfRational(value);
if (fractionParts.size() == 2)
return BigRational.valueOf(fractionParts.get(0), fractionParts.get(1));
throw new IllegalArgumentException("Too many slashes: " + value);
}
/**
* @param value a string representation of a rational fraction (e.g. "12.34e5")
* @return a BigRational representation of the String
* @throws NullPointerException if value is null
* @throws IllegalArgumentException if value is empty
* @throws NumberFormatException if numerator or denominator are not a valid representation of
* BigDecimal
*/
private static BigRational valueOfRational(String value)
throws NullPointerException, IllegalArgumentException, NumberFormatException
{
Preconditions.requireThat(value, "value").isNotNull().isNotEmpty();
BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(value);
int scale = bigDecimal.scale();
BigInteger numerator = bigDecimal.unscaledValue();
BigInteger denominator;
if (scale > 0)
denominator = BigInteger.TEN.pow(scale);
else
{
numerator = numerator.multiply(BigInteger.TEN.pow(-scale));
denominator = BigInteger.ONE;
}
return canonical(numerator, denominator, true);
}
private final BigInteger numerator;
private final BigInteger denominator;
/**
* @param numerator the numerator
* @param denominator the denominator
* @throws NullPointerException if numerator or denominator are null
*/
private BigRational(BigInteger numerator, BigInteger denominator)
{
Preconditions.requireThat(numerator, "numerator").isNotNull();
Preconditions.requireThat(denominator, "denominator").isNotNull();
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
/**
* @return the numerator
*/
public BigInteger getNumerator()
{
return numerator;
}
/**
* @return the denominator
*/
public BigInteger getDenominator()
{
return denominator;
}
@Override
@SuppressWarnings("AccessingNonPublicFieldOfAnotherObject")
public int compareTo(BigRational other)
{
Preconditions.requireThat(other, "other").isNotNull();
// canonical() ensures denominator is positive
if (numerator.signum() != other.numerator.signum())
return numerator.signum() - other.numerator.signum();
// Set the denominator to a common multiple before comparing the numerators
BigInteger first = numerator.multiply(other.denominator);
BigInteger second = other.numerator.multiply(denominator);
return first.compareTo(second);
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the result of adding this object to {@code other}
* @throws NullPointerException if other is null
*/
@SuppressWarnings("AccessingNonPublicFieldOfAnotherObject")
public BigRational add(BigRational other)
{
Preconditions.requireThat(other, "other").isNotNull();
if (other.numerator.signum() == 0)
return this;
if (numerator.signum() == 0)
return other;
if (denominator.equals(other.denominator))
return new BigRational(numerator.add(other.numerator), denominator);
return canonical(numerator.multiply(other.denominator).
add(other.numerator.multiply(denominator)),
denominator.multiply(other.denominator), true);
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the result of subtracting {@code other} from this object
* @throws NullPointerException if other is null
*/
@SuppressWarnings("AccessingNonPublicFieldOfAnotherObject")
public BigRational subtract(BigRational other)
{
return add(other.negate());
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the result of multiplying this object by {@code other}
* @throws NullPointerException if other is null
*/
@SuppressWarnings("AccessingNonPublicFieldOfAnotherObject")
public BigRational multiply(BigRational other)
{
Preconditions.requireThat(other, "other").isNotNull();
if (numerator.signum() == 0 || other.numerator.signum() == 0)
return ZERO;
if (numerator.equals(other.denominator))
return canonical(other.numerator, denominator, true);
if (other.numerator.equals(denominator))
return canonical(numerator, other.denominator, true);
if (numerator.negate().equals(other.denominator))
return canonical(other.numerator.negate(), denominator, true);
if (other.numerator.negate().equals(denominator))
return canonical(numerator.negate(), other.denominator, true);
return canonical(numerator.multiply(other.numerator), denominator.multiply(other.denominator),
true);
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the result of dividing this object by {@code other}
* @throws NullPointerException if other is null
*/
public BigRational divide(BigRational other)
{
return multiply(other.invert());
}
/**
* @return true if the object is a whole number
*/
public boolean isInteger()
{
return numerator.signum() == 0 || denominator.equals(BigInteger.ONE);
}
/**
* Returns a BigRational whose value is (-this).
* <p>
* @return -this
*/
public BigRational negate()
{
return new BigRational(numerator.negate(), denominator);
}
/**
* @return a rational fraction with the numerator and denominator swapped
*/
public BigRational invert()
{
return canonical(denominator, numerator, false);
}
/**
* @return the absolute value of this {@code BigRational}
*/
public BigRational abs()
{
if (numerator.signum() < 0)
return negate();
return this;
}
/**
* @param exponent exponent to which both numerator and denominator is to be raised.
* @return a BigRational whose value is (this<sup>exponent</sup>).
*/
public BigRational pow(int exponent)
{
return canonical(numerator.pow(exponent), denominator.pow(exponent), true);
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the minimum of this object and the other fraction
*/
public BigRational min(BigRational other)
{
if (compareTo(other) <= 0)
return this;
return other;
}
/**
* @param other another rational fraction
* @return the maximum of this object and the other fraction
*/
public BigRational max(BigRational other)
{
if (compareTo(other) >= 0)
return this;
return other;
}
/**
* @param scale scale of the BigDecimal quotient to be returned
* @param roundingMode the rounding mode to apply
* @return a BigDecimal representation of this object
* @throws NullPointerException if roundingMode is null
*/
public BigDecimal toBigDecimal(int scale, RoundingMode roundingMode)
{
Preconditions.requireThat(roundingMode, "roundingMode").isNotNull();
if (isInteger())
return new BigDecimal(numerator);
return new BigDecimal(numerator).divide(new BigDecimal(denominator), scale, roundingMode);
}
@Override
public int intValue()
{
return (int) longValue();
}
@Override
public long longValue()
{
if (isInteger())
return numerator.longValue();
return numerator.divide(denominator).longValue();
}
@Override
public float floatValue()
{
return (float) doubleValue();
}
@Override
public double doubleValue()
{
if (isInteger())
return numerator.doubleValue();
return numerator.doubleValue() / denominator.doubleValue();
}
@Override
@SuppressWarnings("AccessingNonPublicFieldOfAnotherObject")
public boolean equals(Object o)
{
if (this == o)
return true;
if (!(o instanceof BigRational))
return false;
BigRational other = (BigRational) o;
return numerator.equals(other.denominator) && Objects.equals(denominator, other.denominator);
}
@Override
public int hashCode()
{
return Objects.hash(numerator, denominator);
}
/**
* Returns the String representation: {@code numerator / denominator}.
*/
@Override
public String toString()
{
if (isInteger())
return String.format("%,d", numerator);
return String.format("%,d / %,d", numerator, denominator);
}
}
첫마디:
이 글을 쓰지 마세요.
if ( condition ) statement;
이게 훨씬 낫다
if ( condition ) { statement };
좋은 습관을 만들기 위해 창조해보세요.
제시된 대로 클래스를 불변하게 함으로써 equals 및 hashCode 및 compareTo 연산을 수행하기 위해 더블을 이용할 수도 있습니다.
내 빠른 더티 버전은 다음과 같습니다.
public final class Fraction implements Comparable {
private final int numerator;
private final int denominator;
private final Double internal;
public static Fraction createFraction( int numerator, int denominator ) {
return new Fraction( numerator, denominator );
}
private Fraction(int numerator, int denominator) {
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
this.internal = ((double) numerator)/((double) denominator);
}
public int getNumerator() {
return this.numerator;
}
public int getDenominator() {
return this.denominator;
}
private double doubleValue() {
return internal;
}
public int compareTo( Object o ) {
if ( o instanceof Fraction ) {
return internal.compareTo( ((Fraction)o).internal );
}
return 1;
}
public boolean equals( Object o ) {
if ( o instanceof Fraction ) {
return this.internal.equals( ((Fraction)o).internal );
}
return false;
}
public int hashCode() {
return internal.hashCode();
}
public String toString() {
return String.format("%d/%d", numerator, denominator );
}
public static void main( String [] args ) {
System.out.println( Fraction.createFraction( 1 , 2 ) ) ;
System.out.println( Fraction.createFraction( 1 , 2 ).hashCode() ) ;
System.out.println( Fraction.createFraction( 1 , 2 ).compareTo( Fraction.createFraction(2,4) ) ) ;
System.out.println( Fraction.createFraction( 1 , 2 ).equals( Fraction.createFraction(4,8) ) ) ;
System.out.println( Fraction.createFraction( 3 , 9 ).equals( Fraction.createFraction(1,3) ) ) ;
}
}
스태틱 팩토리 방법에 대해서는 나중에 Fraction을 서브클래스하여 보다 복잡한 작업을 처리하거나 가장 자주 사용하는 오브젝트에 풀을 사용하는 경우에 유용합니다.
그렇지 않을 수도 있어요. 그냥 지적하고 싶었어요.:)
왕복, 나머지를 얻고 전체를 얻는 것과 같은 간단한 것들을 더하는 것이 유용할 수 있다.
compareTo() 메서드를 사용하더라도 Collections.sort()와 같은 유틸리티를 사용하려면 Comparatible도 구현해야 합니다.
public class Fraction extends Number implements Comparable<Fraction> {
...
}
또한 예쁜 표시를 위해 String()을 덮어쓸 것을 권장합니다.
public String toString() {
return this.getNumerator() + "/" + this.getDenominator();
}
그리고 마지막으로 다른 패키지에서 사용할 수 있도록 클래스를 공개합니다.
이 함수는 분수를 정의할 때 Eucledian 알고리즘을 사용하여 단순화합니다.
public Fraction simplify(){
int safe;
int h= Math.max(numerator, denominator);
int h2 = Math.min(denominator, numerator);
if (h == 0){
return new Fraction(1,1);
}
while (h>h2 && h2>0){
h = h - h2;
if (h>h2){
safe = h;
h = h2;
h2 = safe;
}
}
return new Fraction(numerator/h,denominator/h);
}
업계 등급의 Fraction/Rational 구현의 경우 부동 소수점 산술에 대한 IEEE 754 표준 상태와 정확히 동일한 운영 시멘틱스를 사용하여 NaN, 양의 무한, 음의 0을 나타낼 수 있도록 구현합니다(또한 부동 소수점 값으로의 변환도 용이하게 합니다).게다가, 이후 비교 대 0으로,고, 특별한 가치들을 넘는 겨우가 아주 간단핬지만, 결합된 비교의 분자이고, 분모에 0과 1-전을 더하여러 isXXX과 compareToXXX 메서드를 사용(즉 유효. eq0()를 소비하시겠지만 분자 == 0 아는 것과,&분모!=0들이 대신게 하는 것은 고객과 비교합니다. 그에 반대하여제로밸류 인스턴스)정적으로 미리 정의된 값(ZERO, ONE, TWO, TEN, ONE_TENT, NAN 등)도 여러 곳에 상수 값으로 표시되므로 유용합니다.IMHO가 제일 좋은 방법이에요.
클래스 프랙션:
public class Fraction {
private int num; // numerator
private int denom; // denominator
// default constructor
public Fraction() {}
// constructor
public Fraction( int a, int b ) {
num = a;
if ( b == 0 )
throw new ZeroDenomException();
else
denom = b;
}
// return string representation of ComplexNumber
@Override
public String toString() {
return "( " + num + " / " + denom + " )";
}
// the addition operation
public Fraction add(Fraction x){
return new Fraction(
x.num * denom + x.denom * num, x.denom * denom );
}
// the multiplication operation
public Fraction multiply(Fraction x) {
return new Fraction(x.num * num, x.denom * denom);
}
}
주요 프로그램:
static void main(String[] args){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("Enter numerator and denominator of first fraction");
int num1 =input.nextInt();
int denom1 =input.nextInt();
Fraction x = new Fraction(num1, denom1);
System.out.println("Enter numerator and denominator of second fraction");
int num2 =input.nextInt();
int denom2 =input.nextInt();
Fraction y = new Fraction(num2, denom2);
Fraction result = new Fraction();
System.out.println("Enter required operation: A (Add), M (Multiply)");
char op = input.next().charAt(0);
if(op == 'A') {
result = x.add(y);
System.out.println(x + " + " + y + " = " + result);
}
언급URL : https://stackoverflow.com/questions/474535/best-way-to-represent-a-fraction-in-java
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