分数的加减乘除

简介: 分数的加减乘除

文章目录

前言

一、分数的表示与化简

1.分数的表示

2.分数的化简

二、分数的四则运算

1.分数的加法:

2.分数的减法

3.分数的乘法

4.分数的除法


前言

本文代码模板来自《算法笔记》,书籍如下图所示:

image.png

一、分数的表示与化简

1.分数的表示

对于一个分式,我们把它写成假分式的形式

struct Fraction{     //分数
  int up, down;        //分子,分母
};

我们对于一个分数,制定三项规则:① 保证down(分母)为非负数,如果一个分数是负数,我们要求它的分子为负;② 如果分数为0,令up为0, down为1;③ 分子和分母没有除了1以外的公约数。


2.分数的化简

针对于我们对分数的三种定义,我们在分数的化简时对应的三个步骤:① 如果分母为负数,那么令分子和分母都变成负数;② 如果分子up为0,那么令分母down为1;③ 约分:求出分子的绝对值和分母的绝对值的最大公约数d,然后分子分母同时除以d.


代码为

Fraction reduction (Fraction result)
{
  if (result.down < 0)
  {
    result.up = - result.up;
    result.down = - result.down;
  }
  if (result.up == 0) result.down = 1;
  else
  {
    int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
    result.up /= d;
    result.down /= d;
  }
  return result;
}

关于gcd函数在这篇博客有详细解释:(先鸽),这里给出代码

int gcd(int a, int b)
{
  if (b == 0) return a;
  else return gcd(b, a % b);
}

二、分数的四则运算

1.分数的加法:

对于两个分数f1,f2的加法,计算公式为:

image.png

完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <map> 
using namespace std;
int gcd(int a, int b)
{
  if (b == 0) return a;
  else return gcd(b, a % b);
}
struct Fraction
{
  int up, down; 
};
Fraction reduction (Fraction result)
{
  if (result.down < 0)
  {
    result.up = - result.up;
    result.down = - result.down;
  }
  if (result.up == 0) result.down = 1;
  else
  {
    int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
    result.up /= d;
    result.down /= d;
  }
  return result;
}
Fraction add(Fraction f1, Fraction f2)
{
  Fraction result;
  result.up = f1.up * f2.down + f2.up * f1.down;
  result.down = f1.down * f2.down;
  return reduction(result);
}
void showResult (Fraction r)
{
  r = reduction(r);
  if (r.down == 1) printf("%d", r.up);
  else if (abs(r.up) > r.down)
    printf("%d %d/%d", r.up / r.down, abs(r.up) % r.down, r.down);
  else printf("%d/%d", r.up, r.down);
}
int main()
{
  Fraction f1, f2;
  scanf("%d%d", &f1.up, &f1.down);
  scanf("%d%d", &f2.up, &f2.down);
  Fraction res = add(f1, f2);
  showResult(res);
  return 0;
}

2.分数的减法

对于两个分数f1,f2的减法,计算公式为:

image.png

完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <map> 
using namespace std;
int gcd(int a, int b)
{
  if (b == 0) return a;
  else return gcd(b, a % b);
}
struct Fraction
{
  int up, down; 
};
Fraction reduction (Fraction result)
{
  if (result.down < 0)
  {
    result.up = - result.up;
    result.down = - result.down;
  }
  if (result.up == 0) result.down = 1;
  else
  {
    int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
    result.up /= d;
    result.down /= d;
  }
  return result;
}
Fraction minu(Fraction f1, Fraction f2)
{
  Fraction result;
  result.up = f1.up * f2.down - f2.up * f1.down;
  result.down = f1.down * f2.down;
  return reduction(result);
}
void showResult (Fraction r)
{
  r = reduction(r);
  if (r.down == 1) printf("%d", r.up);
  else if (abs(r.up) > r.down)
    printf("%d %d/%d", r.up / r.down, abs(r.up) % r.down, r.down);
  else printf("%d/%d", r.up, r.down);
}
int main()
{
  Fraction f1, f2;
  scanf("%d%d", &f1.up, &f1.down);
  scanf("%d%d", &f2.up, &f2.down);
  Fraction res = minu(f1, f2);
  showResult(res);  
  return 0;
}

3.分数的乘法

对于两个分数f1,f2的乘法,计算公式为:

image.png

完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <map> 
using namespace std;
int gcd(int a, int b)
{
  if (b == 0) return a;
  else return gcd(b, a % b);
}
struct Fraction
{
  int up, down; 
};
Fraction reduction (Fraction result)
{
  if (result.down < 0)
  {
    result.up = - result.up;
    result.down = - result.down;
  }
  if (result.up == 0) result.down = 1;
  else
  {
    int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
    result.up /= d;
    result.down /= d;
  }
  return result;
}
Fraction multi(Fraction f1, Fraction f2)
{
  Fraction result;
  result.up = f1.up * f2.up;
  result.down = f1.down * f2.down;
  return reduction(result);
}
void showResult (Fraction r)
{
  r = reduction(r);
  if (r.down == 1) printf("%d", r.up);
  else if (abs(r.up) > r.down)
    printf("%d %d/%d", r.up / r.down, abs(r.up) % r.down, r.down);
  else printf("%d/%d", r.up, r.down);
}
int main()
{
  Fraction f1, f2;
  scanf("%d%d", &f1.up, &f1.down);
  scanf("%d%d", &f2.up, &f2.down);
  Fraction res = multi(f1, f2);
  showResult(res);
  return 0;
}

4.分数的除法

对于两个分数f1,f2的除法,计算公式为:

image.png

完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <map> 
using namespace std;
int gcd(int a, int b)
{
  if (b == 0) return a;
  else return gcd(b, a % b);
}
struct Fraction
{
  int up, down; 
};
Fraction reduction (Fraction result)
{
  if (result.down < 0)
  {
    result.up = - result.up;
    result.down = - result.down;
  }
  if (result.up == 0) result.down = 1;
  else
  {
    int d = gcd(abs(result.up), abs(result.down));
    result.up /= d;
    result.down /= d;
  }
  return result;
}
Fraction divide(Fraction f1, Fraction f2)
{
  Fraction result;
  result.up = f1.up * f2.down;
  result.down = f1.down * f2.up;
  return reduction(result);
}
void showResult (Fraction r)
{
  r = reduction(r);
  if (r.down == 1) printf("%d", r.up);
  else if (abs(r.up) > r.down)
    printf("%d %d/%d", r.up / r.down, abs(r.up) % r.down, r.down);
  else printf("%d/%d", r.up, r.down);
}
int main()
{
  Fraction f1, f2;
  scanf("%d%d", &f1.up, &f1.down);
  scanf("%d%d", &f2.up, &f2.down);
  Fraction res = divide(f1, f2);
  showResult(res);
  return 0;
}




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