PAT Basic 1034. 有理数四则运算(20)（C语言实现）

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题目

本题要求编写程序，计算 2 个有理数的和、差、积、商。

输入格式：

输入在一行中按照 a1/b1 a2/b2 的格式给出两个分数形式的有理数，其中分子和分母全是整型范围内的整数，负号只可能出现在分子前，分母不为 0。

输出格式：

分别在 4 行中按照 有理数1 运算符 有理数2 = 结果 的格式顺序输出 2 个有理数的和、差、积、商。注意输出的每个有理数必须是该有理数的最简形式
k a/b，其中 k 是整数部分，a/b 是最简分数部分；若为负数，则须加括号；若除法分母为 0，则输出
Inf。题目保证正确的输出中没有超过整型范围的整数。

输入样例 1：

2/3 -4/2

输出样例 1：

2/3 + (-2) = (-1 1/3)
2/3 - (-2) = 2 2/3
2/3 * (-2) = (-1 1/3)
2/3 / (-2) = (-1/3)

输入样例 2：

5/3 0/6

输出样例 2：

1 2/3 + 0 = 1 2/3
1 2/3 - 0 = 1 2/3
1 2/3 * 0 = 0
1 2/3 / 0 = Inf

思路

这道题的注意点就是分数的约分和表示。

• 题目限定了输入输出都不超过整型范围，那么当我们计算两个分数的加减乘除时，分子分母就应该不超过长整形范围：
  • 极限情况就是两者之和/之差的分子为
• 输出形式共有3种：
  • 假分数，输出整数部分和真分数部分；
  • 真分数，只输出真分数部分；
  • 整数，只输出整数部分。
• 在判断输出的正负号时，如果分子分母还没有约分，那么小心使用两者之积来判断符号，因为已经溢出长整形范围。

代码

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#include 

/* Both parameters take positive value */
long calcgcd(long a, long b)
{
    long r;
    while((r = a % b))
    {
        a = b;
        b = r;
    }
    return b;
}

/* print a fraction number, giving the numerator and dominator */
void printfrac(long n, long d)
{
    if(d == 0) { printf("Inf"); return; }

    /* record the sign and make them positive */
    int inegative = 1;
    if(n < 0) { n = -n; inegative *= -1; }
    if(d < 0) { d = -d; inegative *= -1; }

    /* reduce the fraction */
    long gcd = calcgcd(n, d);
    n /= gcd;
    d /= gcd;

    /* print */
    if(inegative == -1)  printf("(-");
    if(n / d && n % d)   printf("%ld %ld/%ld", n / d, n % d, d); /* mixed fractions */
    else if(n % d)       printf("%ld/%ld", n % d, d);            /* proper fractions */
    else                 printf("%ld", n / d);                   /* integers */
    if(inegative == -1)  printf(")");
}

int main()
{
    long a1, b1, a2, b2;
    scanf("%ld/%ld %ld/%ld", &a1, &b1, &a2, &b2);

    char op[4] = {'+', '-', '*', '/'};
    for(int i = 0; i < 4; i++)
    {
        printfrac(a1, b1);        printf(" %c ", op[i]);
        printfrac(a2, b2);        printf(" = ");
        switch(op[i])
        {
            case '+': printfrac(a1 * b2 + a2 * b1, b1 * b2); break;
            case '-': printfrac(a1 * b2 - a2 * b1, b1 * b2); break;
            case '*': printfrac(a1 * a2,           b1 * b2); break;
            case '/': printfrac(a1 * b2,           b1 * a2); break;
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}