Java中一个分数类的简单设计

Java中一个分数类的简单设计2011-03-23 51cto博客 zhangjunhd这个类对于分数提供化简和加减乘除四种操作,基于"不变"的设计原则,因此是线程安全的.

其中使用了几个算法:

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

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

[3]int GCD（int s, int b）;//最大公约数

[4]int LCM（int a, int b）;//最小公倍数

使用的形式:

[1]在控制台输入[分数][回车] //化简

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

其中[运算符]为+ - * / 之一.

Fraction.java

package net.zj.fraction;
import java.io.IOException;
public class Fraction {
   private int numerator;
   private int denominator;
   public Fraction（int numerator, int denominator） {
    this.numerator = numerator;
    this.denominator = denominator;
   }
   public Fraction（int numerator） {
    this（numerator, 1）;
   }
   public static Fraction add（Fraction f1, Fraction f2） {
    Fraction[] fs = RCD（f1, f2）;
    Fraction add = new Fraction（fs[0].numerator + fs[1].numerator,
     fs[0].denominator）;
    return simpler（add）;
   }
   public static Fraction minus（Fraction f1, Fraction f2） {
    Fraction[] fs = RCD（f1, f2）;
    Fraction minus = new Fraction（fs[0].numerator - fs[1].numerator,
     fs[0].denominator）;
    return simpler（minus）;
   }
   public static Fraction multi（Fraction f1, Fraction f2） {
    Fraction multi = new Fraction（f1.numerator * f2.numerator,
    f1.denominator * f2.denominator）;
    return simpler（multi）;
   }
   public static Fraction div（Fraction f1, Fraction f2） {
    return multi（f1, new Fraction（f2.denominator, f2.numerator））;
   }
   public static void input（String s） {
    String[] ss = s.split（" "）;
    if （ss.length == 1） {
     Fraction f = StringToFraction（ss[0]）;
     if （f == null）
      output（"Usage: Should input a numeric"）;
     else
      output（f）;
    } else if （ss.length == 3） {
     Fraction f1 = StringToFraction（ss[0]）;
     Fraction f2 = StringToFraction（ss[2]）;
     if （f1 == null） {
      output（"Usage: The first input should be numeric/numeric"）;
      return;
     }
     if （f2 == null） {
      output（"Usage: The third input should be numeric/numeric"）;
      return;
     }
     switch （ss[1].charAt（0）） {
     case "+":
      output（add（f1, f2））;
      break;
     case "-":
      output（minus（f1, f2））;
      break;
     case "*":
      output（multi（f1, f2））;
      break;
      case "/":
      output（div（f1, f2））;
      break;
      default:
      output（"Usage: The second input should be one of +-*/"）;
       break;
     }
    } else
    output（"Usage: Should input one fraction or two fractions and a operator with the style "f1 + f2""）;
   }
   public static void output（Fraction f） {
    if （f.denominator == 1） {
     System.out.println（f.numerator）;
     return;
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder（）;
    sb.append（f.numerator）;
    sb.append（"/"）;
    sb.append（f.denominator）;
    System.out.println（sb.toString（））;
   }
   public static void output（String s） {
    System.out.println（s）;
   }
   private static Fraction StringToFraction（String s） {
    String[] ss = s.split（"/"）;
    try {
     if （ss.length == 2）
      return simpler（new Fraction（Integer.valueOf（ss[0]）, Integer
       .valueOf（ss[1]）））;
     else if （ss.length == 1）
      return new Fraction（Integer.valueOf（ss[0]））;
     else
      return null;
    } catch （NumberFormatException e） {
      output（"Usage: Should input one fraction or two fractions and a operator with the style "f1 + f2""）;
    }
    return null;
   }
/**
  * both the numerator and denominator are divided by GCD
  */
   private static Fraction simpler（Fraction f） {
    int gcd = GCD（f.numerator, f.denominator）;
    if （gcd > 1）
     return new Fraction（f.numerator / gcd, f.denominator / gcd）;
    else
      return f;
   }
/**
  * reduction to common denominator
  */
   private static Fraction[] RCD（Fraction f1, Fraction f2） {
    int lcm = LCM（f1.denominator, f2.denominator）;
    int m = lcm / f1.denominator;
    if （m > 1）
      f1 = new Fraction（f1.numerator * m, f1.denominator * m）;
    m = lcm / f2.denominator;
    if （m > 1）
     f2 = new Fraction（f2.numerator * m, f2.denominator * m）;
    return new Fraction[] { f1, f2 };
   }
/**
  * greatest common divisor
  */
   private static int GCD（int s, int b） {
    // s-small,b-big
    if （s > b） {
      int temp = s;
     s = b;
     b = temp;
    }
    while （b ！= 0） {
      int temp = s % b;
     s = b;
     b = temp;
    }
    return s;
   }
/**
  * a lowest common multiple
  */
   private static int LCM（int a, int b） {
    return a * b / GCD（a, b）;
   }
   public static void main（String[] args） throws IOException {
    int c;
    StringBuilder sb = new StringBuilder（）;
    while （（c = System.in.read（）） ！= "
"）
     sb.append（（char） c）;
    input（sb.toString（））;
    }
}

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