JAVA-有理数类的设计

有理数类的设计

仿照BigDecimal类以面向对象的方式设计有理数类

1、有理数类源代码：

public class Rational {
	//属性
	private long  numerator = 0;  //分子
	private long denominator = 1;  //分母
	
	public long getNumerator() {
		return numerator;
	}

	public void setNumerator(long numerator) {
		this.numerator = numerator;
	}

	public long getDenominator() {
		return denominator;
	}

	public void setDenominator(long denominator) {
		this.denominator = denominator;
	}

	//构造函数(无参)
	public Rational(){		//分子分母初始化
		this.numerator = 0;  	
		this.denominator = 1;
		
	}

	//构造函数(有参)
	public Rational(long numerator, long denominator){
		this.numerator = numerator/gcd(Math.abs(numerator), Math.abs(denominator));  //分子化简（除以分子、分母的最大公约数）
		this.denominator = denominator/gcd(Math.abs(numerator), Math.abs(denominator));	//分母化简（除以分子、分母的最大公约数）
		
	}
	
	public static long gcd (long number1, long number2){		//最大公约数计算
        while (number1 != number2)
        {
           if (number1 > number2)
              number1 = number1 - number2;
           else
              number2 = number2 - number1;
        }
 
        return number1;
   }
	
	public static Rational add (Rational num1, Rational num2) {		//有理数求和
		long tempNumerator = num1.numerator*num2.denominator + num1.denominator*num2.numerator;
		long tempDenominator = num1.denominator*num2.denominator;
		long gcd = gcd(Math.abs(tempNumerator),Math.abs(tempDenominator));
 
		Rational rationalNumber = new Rational(tempNumerator/gcd,tempDenominator/gcd);
		return rationalNumber;
	}
	
	public static Rational subtract (Rational num1, Rational num2) {	//有理数求差
		long tempNumerator = num1.numerator*num2.denominator - num1.denominator*num2.numerator;
		long tempDenominator = num1.denominator*num2.denominator;
		long gcd = gcd(Math.abs(tempNumerator),Math.abs(tempDenominator));
 
		Rational rationalNumber = new Rational(tempNumerator/gcd,tempDenominator/gcd);
		return rationalNumber;
	}
	
	public static Rational multiply (Rational num1, Rational num2) {	//有理数求积
		long tempNumerator = num1.numerator*num2.numerator;
		long tempDenominator = num1.denominator*num2.denominator;
		long gcd = gcd(Math.abs(tempNumerator),Math.abs(tempDenominator));
 
		Rational rationalNumber = new Rational(tempNumerator/gcd,tempDenominator/gcd);
		return rationalNumber;
	}
	
	public static Rational divide (Rational num1, Rational num2) {		//有理数求商
		long tempNumerator = num1.numerator*num2.denominator;
		long tempDenominator = num1.denominator*num2.numerator;
		long gcd = gcd(Math.abs(tempNumerator),Math.abs(tempDenominator));
 
		Rational rationalNumber = new Rational(tempNumerator/gcd,tempDenominator/gcd);
		return rationalNumber;
	}

}

2、测试代码：

（在RationalTest.java中测试Rational.java）

//import java.util.Scanner;

public class RationalTest {
	
	/*Scanner scanner = new Scanner(System.in);
	int number = scanner.nextInt();
	int nextNumber = scanner.nextInt();
	*/
	private static Rational num1=new Rational(1,2);       //第一个分数
	private static Rational num2=new Rational(12,4);       //第二个分数
    
    
    private static double test = Double.parseDouble("3457367536")/(double)6769656;
    
    
	public static void main(String[] args) {
		//加法测试
		Rational result=Rational.add(num1, num2);
		System.out.println("有理数求和：");
		System.out.println("(分数形式)：1/2+12/4="+result.getNumerator()+"/"+result.getDenominator()); 		
		System.out.println("(小数形式)：1/2+12/4="+(result.getNumerator()/(double)result.getDenominator())); 		
		//减法测试
		result=Rational.subtract(num1, num2);
		System.out.println("有理数求差：");
		System.out.println("(分数形式)：1/2-12/4="+result.getNumerator()+"/"+result.getDenominator());
		System.out.println("(小数形式)：1/2-12/4="+(result.getNumerator()/(double)result.getDenominator()));
		//乘法测试
		result=Rational.multiply(num1, num2);
		System.out.println("有理数求积：");
		System.out.println("(分数形式)：1/2*12/4="+result.getNumerator()+"/"+result.getDenominator());
		System.out.println("(小数形式)：1/2*12/4="+(result.getNumerator()/(double)result.getDenominator()));	
		//除法测试
		result=Rational.divide(num1, num2);
		System.out.println("有理数求商：");
		System.out.println("(分数形式)：1/2-12/4="+result.getNumerator()+"/"+result.getDenominator());	
		System.out.println("(小数形式)：1/2*12/4="+(result.getNumerator()/(double)result.getDenominator()));	
	}

}

3、测试结果

4、Q&A

Q1：与C语言相比何处体现更加面向对象？

A1:C语言的面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，之后使用函数一步步解决。而Java语言则通过把构成问题事务分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。例如在此代码中，针对各个不同对象，进行数据封装，所有的通信都通过对象的方法来实现。

Q2：如何使用此代码？

A2：下载包到本地，导入包到IDE中，通过“类名.方法”调用函数。使用setter/getter设置和访问private。

Q3：调用时的代码是否依赖该有理数类的属性？当有理数类修改时，是否会影响调用？

A3：调用时的代码对该类的属性有依赖性。当有理数类修改时，会影响调用。

Q4：为什么有的方法设置为private？

A4：在如下场景时将某些方法设置为private：

1. 当一个方法希望只被本类所使用时。
2. 与本类的内部状态无关。

最简单的例子就是平时经常见到的工具方法，我们希望不分配内存创建类的实例就能够使用他们，所以会将他们声明public static, 在此基础之上，如果我们喜欢只有该类能够访问到此方法的话，可以声明为private static。