分数运算。包括有几个很有用的函数

//测试类
//范例1-3  支持查找功能的分数类 7
//∷相关函数：compareTo函数

public class Exec2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个分数类变量
        Fraction fraction1 = new Fraction(0.25);
        Fraction fraction2 = new Fraction(2, 8);

        // 分数相加
        Fraction fraction3 = fraction1.add(fraction2);
        System.out.println(fraction1 + "+" + fraction2 + "=" + fraction3);

        // 创建含有5个元素的分数类变量数组
        Fraction[] fractions = { new Fraction(1, 3), new Fraction(1, 5),
                new Fraction(1, 2), new Fraction(1, 4), new Fraction(1, 10) };

        // 对数组排序，并使用二分折半查找方法来搜索指定分数类变量
        java.util.Arrays.sort(fractions);

        // 输出命中类变量的下标位置
        System.out.println("搜索的分数是第"
                + java.util.Arrays.binarySearch(fractions, fraction3) + "个！");
    }
}

// 支持查找功能的分数类
class Fraction implements Comparable {
    // 分子
    private int numerator;

    // 分母
    private int denominator;

    // 默认构造函数
    public Fraction() {
    }

    // 该构造函数对分子和分母进行初始化
    public Fraction(int n, int d) {
        setFraction(n, d);
    }

    // 该构造函数支持将双精度数转换为相应的分数
    public Fraction(double d) {
        convertToFraction(d);
    }

    // 该函数可以将双精度数转换为相应的分数
    private void convertToFraction(double d) {
        int decimalCount = 1;

        // 求双精度数的字符长度
        int dLen = String.valueOf(d).length();

        // 不断的将双精度数累乘10，直至转换为整数为止
        for (int i = 0; i < dLen; i++) {
            d = d * 10;
            decimalCount *= 10;

        }

        // 分子为最终的整数乘积结果
        numerator = (int) d;

        // 分母为10的累乘结果
        denominator = decimalCount;

        // 约分
        reduct();
    }

    // 分子的设置函数，并且约分
    public void setNumerator(int n) {
        numerator = n;
        reduct();
    }

    // 分子的读取函数
    public int getNumerator() {
        return numerator;
    }

    // 分母的设置函数，并且约分
    public void setDenominator(int d) {
        // 检查分母是否为0
        if (d == 0)
            denominator = 1;  //建议采用异常
        else
            denominator = d;
        reduct();
    }

    // 分母的读取函数
    public int getDenominator() {
        return denominator;
    }

    // 分数的设置函数，并且约分
    public void setFraction(int n, int d) {
        setNumerator(n);
        setDenominator(d);
        reduct();
    }

    // 格式化字符信息输出
    public String toString() {
        // 如果为负分数，则将负号提前显示，分子和分母保留为正数，否则分子和分母皆取正数
        if (numerator * denominator < 0)
            return "-" + Math.abs(numerator) + "/" + Math.abs(denominator);
        else
            return Math.abs(numerator) + "/" + Math.abs(denominator);
    }

    // 利用对应小数值是否相同来判断分数是否相同
    public boolean equals(Fraction f) {
        if (numerator == f.numerator && denominator == f.denominator)
            return true;
        else
            return false;
    }

    // 利用对应小数值的大小来判断分数的大小
    public boolean isGreater(Fraction f) {
        if ((double) numerator / denominator > (double) f.numerator
                / f.denominator)
            return true;
        else
            return false;
    }

    // 约分函数
    private void reduct() {
        // 求分子和分母的最小值
        int minValue = Math.min(Math.abs(numerator), Math.abs(denominator));

        // 将小于分子和分母的最小值的数值，从大到小去除分子和分母，如果能够同时被整除，则以此数值约分并退出
        for (int i = minValue; i >= 1; i--) {
            if (numerator % i == 0 && denominator % i == 0) {
                numerator = numerator / i;
                denominator = denominator / i;
                break;
            }
        }
    }

    // 返回分数相加的结果，并且约分
    public Fraction add(Fraction f) {
        Fraction fraction = new Fraction();
        fraction.numerator = numerator * f.denominator + f.numerator
                * denominator;
        fraction.denominator = denominator * f.denominator;
        fraction.reduct();
        return fraction;
    }

    // 返回分数相减的结果，并且约分
    public Fraction minus(Fraction f) {
        Fraction fraction = new Fraction();
        fraction.numerator = numerator * f.denominator - f.numerator
                * denominator;
        fraction.denominator = denominator * f.denominator;
        fraction.reduct();
        return fraction;
    }

    // 返回分数相乘的结果，并且约分
    public Fraction multiply(Fraction f) {
        Fraction fraction = new Fraction();
        fraction.numerator = numerator * f.numerator;
        fraction.denominator = denominator * f.denominator;
        fraction.reduct();
        return fraction;
    }

    // 返回分数相除的结果，并且约分
    public Fraction divide(Fraction f) {
        Fraction fraction = new Fraction();
        fraction.numerator = numerator * f.denominator;
        fraction.denominator = denominator * f.numerator;
        fraction.reduct();
        return fraction;
    }

    // 支持两个分数类变量的比较，以实现分数集合的查找功能
    public int compareTo(Object o) {
        Fraction f = (Fraction) o;

        // 利用对应小数的大小来比较分数的大小
        if ((double) numerator / denominator > (double) f.numerator
                / f.denominator)
            return 1;
        else if ((double) numerator / denominator < (double) f.numerator
                / f.denominator)
            return -1;
        else
            return 0;
    }

    // 根据对应小数是否相同来判断分数是否相同
    public boolean equals(Object obj) {
        Fraction f = (Fraction) obj;
        if (Math.abs((double) numerator / denominator - (double) f.numerator
                / f.denominator) < 0.00001)
            return true;
        return false;
    }

    // 相同数值的分数返回相同的哈希码
    public int hashcode() {
        String str = String.valueOf((double) numerator / denominator);
        return str.hashCode();
    }

}