Le meilleur moyen de représenter une fraction en Java?
J'essaie de travailler avec fractions en Java.
Je veux implémenter des fonctions arithmétiques. Pour cela, je vais d’abord avoir besoin d’un moyen de normaliser les fonctions. Je sais que je ne peux pas ajouter 1/6 et 1/2 avant d'avoir un dénominateur commun. Je vais devoir ajouter 1/6 et 3/6. Une approche naïve me ferait ajouter 2/12 et 6/12 et ensuite réduire. Comment puis-je obtenir un dénominateur commun avec le moins de pénalités de performance? Quel algorithme est le meilleur pour cela?
Version 8 (merci à hstoerr ):
Les améliorations comprennent:
- la méthode equals () est maintenant cohérente avec la méthode compareTo ()
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;
}
}
J'ai supprimé toutes les versions précédentes. Merci à:
Il se trouve que j’ai récemment écrit une classe BigFraction pour problèmes de Project Euler . Il conserve un numérateur et un dénominateur BigInteger, de sorte qu'il ne débordera jamais. Mais ce sera un peu lent pour un grand nombre d'opérations qui, vous le savez, ne déborderont jamais. Quoi qu'il en soit, utilisez-le si vous le souhaitez. Je meurs d'envie de montrer cela d'une façon ou d'une autre. :)
Edit: la dernière et la plus grande version de ce code, y compris les tests unitaires, est désormais hébergée sur GitHub ainsi que disponible via Maven Central . Je laisse ici mon code original pour que cette réponse ne soit pas un simple lien ...
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;
}
}
}
- Faites-le immuable ;
- Faites-le canonique , ce qui signifie que 6/4 devient 3/2 ( le plus grand commun diviseur l’algorithme est utile pour cela);
- Appelez-le rationnel, puisque ce que vous représentez est un nombre rationnel ;
- Vous pouvez utiliser
BigIntegerpour stocker des valeurs arbitrairement précises. Sinon, alorslong, qui a une implémentation plus facile; - Rendre le dénominateur toujours positif. Le signe devrait être porté par le numérateur;
- Prolonger
Number; - Implement
Comparable<T>; - Implémenter
equals()ethashCode(); - Ajouter la méthode de fabrique pour un nombre représenté par une
String; - Ajoutez quelques méthodes de commodité en usine;
- Ajouter une
toString(); et - Faites-le
Serializable.
En fait, essayez ceci pour la taille. Il fonctionne mais peut avoir quelques problèmes:
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();
}
}
La sortie est:
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
J'essaie de travailler avec les fractions appropriées en Java.
Apache Commons Math a une classe Fraction depuis un certain temps. La plupart du temps, la réponse à: "J'aimerais que Java ait quelque chose comme X dans la bibliothèque principale!" peut être trouvé sous le parapluie de Apache Commons library .
S'il vous plaît en faire un type immuable! La valeur d'une fraction ne change pas - une moitié ne devient pas une troisième, par exemple. Au lieu de setDenominator, vous pourriez avoir withDenominator qui renvoie une fraction nouvelle _ qui a le même numérateur mais le dénominateur spécifié.
La vie est beaucoup plus facile avec des types immuables.
Remplacer égaux et hashcode serait également judicieux, il peut donc être utilisé dans des cartes et des ensembles. Les remarques du programmeur Outlaw sur les opérateurs arithmétiques et le formatage des chaînes sont également valables.
En règle générale, consultez BigInteger et BigDecimal. Ils ne font pas la même chose, mais ils sont assez similaires pour vous donner de bonnes idées.
Eh bien, pour ma part, je me débarrasserais des setters et rendrais les Fractions immuables.
Vous voudrez probablement aussi des méthodes pour ajouter, soustraire, etc., et peut-être un moyen d'obtenir la représentation dans divers formats de chaîne.
EDIT: Je marquerais probablement les champs comme 'final' pour signaler mon intention, mais je suppose que ce n'est pas grave….
Je vais devoir les commander du plus petit au plus grand, donc finalement je vais devoir les représenter comme un double aussi
Pas strictement nécessaire. (En fait, si vous voulez gérer l'égalité correctement, ne comptez pas sur double pour fonctionner correctement.) Si b * d est positif, a/b <c/d si ad <bc. Si des entiers négatifs sont impliqués, cela peut être traité de manière appropriée ...
Je pourrais réécrire comme:
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));
}
L’utilisation de long permet de s’assurer qu’il n’ya pas de dépassement de capacité si vous multipliez deux grands ints. Si vous pouvez garantir que le dénominateur est toujours non négatif (s'il est négatif, annulez simplement le numérateur et le dénominateur), vous pouvez vous passer de la vérification de si b * d est positive et enregistrer quelques étapes. Je ne suis pas sûr du comportement que vous recherchez avec zéro dénominateur.
Vous ne savez pas comment comparer les performances à utiliser des doublons pour comparer. (c’est-à-dire si la performance vous tient à cœur) Voici une méthode de test que j’avais l'habitude de vérifier. (Semble fonctionner correctement.)
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. vous pourriez envisager une restructuration pour mettre en œuvre Comparable ou Comparator pour votre classe.)
- C'est un peu inutile sans méthodes arithmétiques comme add () et multiply (), etc.
- Vous devez absolument remplacer equals () et hashCode ().
- Vous devez soit ajouter une méthode pour normaliser la fraction, soit le faire automatiquement. Demandez-vous si vous souhaitez que les valeurs 1/2 et 2/4 soient considérées comme identiques ou non. Cela a des implications pour les méthodes equals (), hashCode () et compareTo ().
Une amélioration très mineure pourrait consister à enregistrer la double valeur calculée, de sorte que vous ne la calculiez que lors du premier accès. Ce ne sera pas une grosse victoire à moins que vous n'utilisiez beaucoup ce numéro, mais ce n'est pas trop difficile à faire non plus.
Un point supplémentaire pourrait être la vérification d'erreur effectuée dans le dénominateur ... vous passez automatiquement de 0 à 1. Vous ne savez pas si cela est correct pour votre application particulière, mais en général, si quelqu'un tente de diviser par 0, quelque chose ne va pas du tout . Je laisserais cela lancer une exception (une exception spécialisée si vous en sentez le besoin) plutôt que de modifier la valeur d'une manière apparemment arbitraire et inconnue de l'utilisateur.
Contrairement à d'autres commentaires, à propos de l'ajout de méthodes pour ajouter des soustractions, etc ... puisque vous n'avez pas mentionné en avoir besoin, je suppose que vous n'en avez pas. Et sauf si vous construisez une bibliothèque qui va vraiment être utilisée dans beaucoup d'endroits ou par d'autres personnes, allez avec YAGNI (vous n'en aurez pas besoin, alors ce ne devrait pas être là.)
Il y a plusieurs façons d'améliorer ce type de valeur ou n'importe lequel:
- Rendez votre classe immuable , y compris la numérotation et le dénominateur finaux
- Automatiquement convertir les fractions en une forme canonique , par ex. 2/4 -> 1/2
- Implémenter toString ()
- Implémentez "public static Fraction valueOf (String s)" pour convertir des chaînes en fractions. Implémentez des méthodes d'usine similaires pour la conversion de int, double, etc.
- Implémenter l'addition, la multiplication, etc.
- Ajouter un constructeur à partir de nombres entiers
- Remplacer est égal à/hashCode
- Envisagez de faire de Fraction une interface avec une implémentation qui bascule vers BigInteger si nécessaire
- Envisager un sous-classement Nombre
- Envisagez d'inclure des constantes nommées pour des valeurs communes telles que 0 et 1
- Pensez à le rendre sérialisable
- Test de division par zéro
- Documentez votre API
Fondamentalement, jetez un coup d'œil à l'API pour les autres classes de valeurs comme Double , Integer et faites ce qu'elles font :)
Si vous multipliez le numérateur et le dénominateur d'une fraction par le dénominateur de l'autre et inversement, vous vous retrouvez avec deux fractions (qui sont toujours les mêmes valeurs) avec le même dénominateur et vous pouvez comparer les numérateurs directement. Par conséquent, vous n'avez pas besoin de calculer la double valeur:
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;
}
Spécifiquement : Existe-t-il une meilleure façon de gérer le passage à un dénominateur zéro? Si vous définissez le dénominateur sur 1, vous vous sentirez parfaitement arbitraire. Comment puis-je faire cela correctement?
Je dirais que jette une exception arithmétique pour la division par zéro, puisque c'est vraiment ce qui se passe:
public Fraction(int numerator, int denominator) {
if(denominator == 0)
throw new ArithmeticException("Divide by zero.");
this.numerator = numerator;
this.denominator = denominator;
}
Au lieu de "Diviser par zéro", vous pouvez indiquer au message "Diviser par zéro: le dénominateur de la fraction est zéro".
comment je pourrais améliorer ce code:
- un constructeur basé sur String Fraction (String s) // expect "number/number"
- un constructeur de copie Fraction (Fraction copy)
- remplacer la méthode de clonage
- implémente les méthodes equals, toString et hashcode
- implémente l'interface Java.io.Serializable, Comparable
- une méthode "double getDoubleValue ()"
- une méthode add/divide/etc ...
- Je voudrais rendre cette classe immuable (pas de setters)
Vous avez déjà une fonction compareTo ... Je mettrais en oeuvre l'interface Comparable.
Cela n’aura pas vraiment d’importance pour tout ce que vous allez faire avec.
J'ai nettoyé la réponse de Cletus :
- Ajout de Javadoc pour toutes les méthodes.
- Ajout de contrôles pour les conditions préalables de la méthode.
- Remplacé l'analyse personnalisée dans
valueOf(String)par laBigInteger(String)qui est à la fois plus flexible et plus rapide.
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);
}
}
Une pratique de nettoyage que j'aime bien est de n'avoir qu'un seul retour.
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;
}
Je vais troisième ou cinquième ou quelle que soit la recommandation pour rendre votre fraction immuable. Je vous recommande également de l'étendre à la classe Number . Je regarderais probablement la classe Double , car vous allez probablement vouloir implémenter plusieurs des mêmes méthodes.
Vous devriez probablement aussi implémenter Comparable et Serializable car ce comportement sera probablement attendu. Ainsi, vous devrez implémenter compareTo (). Vous devrez également redéfinir equals () et je ne saurais trop insister sur le fait que vous redéfinissez également hashCode (). Cela peut être l’un des rares cas où vous ne voulez pas que comparTo () et equals () soient cohérents, car les fractions pouvant être réduites les unes aux autres ne sont pas nécessairement égales.
Une fois que vous avez créé un objet fraction, pourquoi voudriez-vous autoriser d'autres objets à définir le numérateur ou le dénominateur? Je pense que ceux-ci devraient être en lecture seule. Cela rend l'objet immuable ...
Aussi ... mettre le dénominateur à zéro devrait générer une exception d'argument invalide (je ne sais pas ce que c'est en Java)
Utilisez la classe Rational de JScience library. C'est la meilleure chose pour l'arithmétique fractionnelle que j'ai vue en Java.
Timothy Budd a bien implémenté une classe Rational dans ses "Structures de données en C++". Langage différent, bien sûr, mais il se connecte très bien à Java.
Je recommanderais plus de constructeurs. Un constructeur par défaut aurait le numérateur 0, dénominateur 1. Un constructeur d'argument unique assumerait un dénominateur de 1. Pensez à la manière dont vos utilisateurs pourraient utiliser cette classe.
Pas de chèque pour zéro dénominateur? La programmation par contrat voudrait que vous l'ajoutiez.
Cette fonction simplifier l’utilisation de l’algorithme euclidien est très utile lors de la définition de fractions
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);
}
Pourrait être utile d'ajouter des choses simples comme réciprocité, obtenir le reste et être entier.
Remarque initiale:
Ne jamais écrire ceci:
if ( condition ) statement;
Ceci est vraiment mieux
if ( condition ) { statement };
Il suffit de créer pour créer une bonne habitude.
En rendant la classe immuable, comme suggéré, vous pouvez également tirer parti du double pour effectuer les opérations equals et hashCode et compareTo.
Voici ma version sale rapide:
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) ) ) ;
}
}
En ce qui concerne la méthode fabrique statique, elle peut être utile ultérieurement si vous sous-classez la fraction pour traiter des tâches plus complexes ou si vous décidez d'utiliser un pool pour les objets les plus fréquemment utilisés.
Ce n'est peut-être pas le cas, je voulais juste le signaler. :)
Voir Effective Java premier élément.
Fraction de classe:
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);
}
}
Le programme principal:
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);
}
Même si vous avez les méthodes compareTo (), si vous souhaitez utiliser des utilitaires tels que Collections.sort (), vous devez également implémenter Comparable.
public class Fraction extends Number implements Comparable<Fraction> {
...
}
Aussi, pour un joli affichage, je recommande de remplacer toString ()
public String toString() {
return this.getNumerator() + "/" + this.getDenominator();
}
Et enfin, je rendrais la classe publique afin que vous puissiez l'utiliser à partir de différents packages.
Pour une implémentation Fraction/Rational de niveau industriel, je l’implémenterais de manière à pouvoir représenter NaN, l’infini positif, l’infini négatif et éventuellement un zéro négatif, la sémantique opérationnelle étant identique à la norme IEEE 754 pour les arithmétiques à virgule flottante (cela facilite également la conversion en/à partir de valeurs à virgule flottante). De plus, étant donné que la comparaison à zéro, une et les valeurs spéciales ci-dessus nécessitent seulement une comparaison simple, mais que le numérateur et le dénominateur sont comparés à 0 et 1 - i ajouterait plusieurs méthodes isXXX et compareToXXX pour en faciliter l’utilisation (par exemple, eq0 ()). utilisez numerator == 0 && denominator! = 0 en coulisse au lieu de laisser le client se comparer à une instance de valeur nulle). Certaines valeurs statiquement prédéfinies (ZERO, ONE, TWO, DIX, ONE_TENTH, NAN, etc.) sont également utiles car elles apparaissent à plusieurs endroits comme des valeurs constantes. C'est la meilleure façon à mon humble avis.