java程序设计有理数_Java程序设计作业01 - 有理数类的设计

2023-11-03 07:10

本文主要是介绍java程序设计有理数_Java程序设计作业01 - 有理数类的设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Java程序设计作业01 - 有理数类的设计

1.给出你的有理数类代码

package rationalnumber;

public class Rational {

private int numerator; //分子

private int denominator;//分母

public int getNumerator() {//获取分子

return numerator;

}

public int getDenominator() {//获取分母

return denominator;

}

public Rational() {//默认构造

this.numerator = 0;

this.denominator = 1;

}

public Rational(int x) { //只有整数时构造有理数

if(x < 0) {

this.numerator = -x;

this.denominator = -1;

}else {

this.numerator = x;

this.denominator = 1;

}

}

public Rational(int numerator, int denominator) {//以分子、分母形式构造有理数

if(denominator == 0) {

System.out.println("分母不能为零!");

System.exit(1);

}else if(numerator == 0){

this.numerator = 0;

this.denominator = 1;

return;

}

int gcd = getGCD(numerator, denominator);

this.numerator = numerator / gcd;

this.denominator = denominator / gcd;

}

public Rational(Double x) {//直接输入小数时构造有理数

int flag = 0;

if(x < 0) {

flag = 1;

x = -x;

}

String s = x.toString();

String[] str = new String[2];

str = s.split("\\.");

int num = (int) (Integer.parseInt(str[0]) * Math.pow(10, str[1].length()) + Integer.parseInt(str[1]));

int den = (int) Math.pow(10, str[1].length());

if(flag == 1)

den = -den;

int gcd = getGCD(num, den);

this.numerator = num / gcd;

this.denominator = den / gcd;

}

private int getGCD(int a, int b) {//获取最大公约数,用于化简分式

int t = 0;

if(a < b) {

t = a;

a = b;

b = t;

}

t = a % b;

while(t != 0) {

a = b;

b = t;

t = a % b;

}

return b;

}

public Rational add(Rational a) {//相加

int num = a.numerator * this.denominator + a.denominator * this.numerator;

int den = a.denominator * this.denominator;

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational minus(Rational a) {//相减

int num = this.numerator * a.denominator - this.denominator * a.numerator;

int den = a.denominator * this.denominator;

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational mulitply(Rational a) {//相乘

int num = a.numerator * this.numerator;

int den = a.denominator * this.denominator;

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational divide(Rational a) {//相除

int num = a.numerator * this.denominator;

int den = a.denominator * this.numerator;

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational abs() {//取绝对值

int num = (this.numerator < 0 ? this.numerator : -this.numerator);

int den = (this.denominator < 0 ? this.denominator : -this.denominator);

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational pow(Rational a, int n) {//取有理数a的n次方

int num = a.numerator;

int den = a.denominator;

for(int i = 1; i < n; i++) {

num = num * a.numerator;

den = den * a.denominator;

}

Rational r = new Rational(num, den);

return r;

}

public Rational remainder(Rational a) {//取余

if(this.divide(a).denominator == 1)

return new Rational(0, 1);

Rational r = new Rational();

int x = this.divide(a).numerator / this.divide(a).denominator + 1;

r = this.minus((new Rational(x, 1)).mulitply(a));

return r;

}

public int compareTo(Rational a) {//比较两个有理数的大小,

int x = this.numerator * a.denominator;

int y = a.numerator * this.denominator;

if(x > y) {//-1、0、1分别代表左边小于、等于、大于右边

return 1;

}else if(x < y) {

return -1;

}else {

return 0;

}

}

public int signum() {//返回有理数的正负符号

if(this.denominator < 0)

return -1;

return 1;

}

public int intValue() {//转化为int类型

return (int) this.numerator / this.denominator;

}

public float floatValue(){//转化为float类型(其余类型代码类似,故不重复)

return (float) this.numerator / this.denominator;

}

public String toString() {//将有理数转化成分数的字符串形式

if(this.numerator == 0) {

return "0";

}else if(this.denominator == 1){

return this.numerator + "";

}else {

String s = "(" + ((double) this.numerator / this.denominator) + ")";

return this.numerator + "/" + this.denominator + s;

}

}

}

2.给出你的测试代码

import java.util.Scanner;

import rationalnumber.Rational;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

//Scanner sc = new Scanner(System.in);

Rational r1 = new Rational(1, 2);

Rational r2 = new Rational(0.4);

Rational r = new Rational();

System.out.println("r1 = " + r1.toString() + " ; " + "r2 = " + r2.toString());

System.out.println("r1 + r2 = " + r1.add(r2).toString());

System.out.println("r1 - r2 = " + r1.minus(r2).toString());

System.out.println("r1 * r2 = " + r1.mulitply(r2).toString());

System.out.println("r1 / r2 = " + r1.divide(r2).toString());

System.out.println("abs(r1) = " + r1.abs().toString());

System.out.println("(r1)^2 = " + r.pow(r1, 2).toString());

System.out.println("r1 % r2 = " + r1.remainder(r2).toString());

System.out.println("r1 compare to r1 = " + r1.compareTo(r2));

System.out.println("r1's signum = " + r1.signum());

System.out.println("r1 to Integer = " + r1.intValue());

}

}

测试结果图:

(1)r1 = Rational(1,2); r2 = Rational(0.4)

8bab5f99dbb0b4f7d74856a6d0c4bda3.png

(2)r1 = Rational(-1,1); r2 = Rational(-1.6)

562f194c20aaf63f9bfdd7795c9565dd.png

3.类名、变量名命名需符合Java规范

包名全部小写、类名首字母大写、变量名命名使用驼峰法。

4.尝试描述怎么与c语言的有理数代码相比较,为什么你设计的类更加面向对象?

C语言的代码在编写过程中更偏向于过程,所以在设计过程中会更偏向于函数的设计。在Java类的设计中我们会更注重于类的方法和属性的编写,该如何让这些东西联系在一起、如何封装则是考虑的重点,并且与C语言相比,Java重载函数的特性让它更突出面向对象的特点,例如在该作业中通过不同的方式初始化构造有理数。

5.尝试从代码复用的角度来描述你设计的有理数类。从几个方面讨论。

别人如何复用你的代码?

可以导入我所写的rationalnumber包中的有理数类,就可以使用该类中的内容了。

别人的代码是否依赖你的有理数类的属性?当你的有理数类的属性修改时,是否会影响他人调用你有理数类的代码?

别人的代码依赖我的有理数类的属性。当我的有理数类的属性修改时,比如将int改成double类型时会影响到他人调用代码。(其实我没看懂这题的意思)

有理数类的public方法是否设置合适?为什么有的方法设置为private?

合适,因为其中的大部分方法我希望他们能在包外也能够调用,有的方法设置成private可以将方法限制于该类中访问,例如在本作业中的用于化简分数的获取最大公约数函数getGCD,我只想它用于新的有理数化简,而不希望其他调用,因此设计成了private方法。

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