592. 分数加减运

题目描述:

给定一个表示分数加减运算表达式的字符串,你需要返回一个字符串形式的计算结果。 这个结果应该是不可约分的分数,即最简分数。 如果最终结果是一个整数,例如 2,你需要将它转换成分数形式,其分母为 1。所以在上述例子中, 2 应该被转换为 2/1

示例 1:

输入:"-1/2+1/2"
输出: "0/1"

示例 2:

输入:"-1/2+1/2+1/3"
输出: "1/3"

示例 3:

输入:"1/3-1/2"
输出: "-1/6"

示例 4:

输入:"5/3+1/3"
输出: "2/1"

说明:

  1. 输入和输出字符串只包含 '0''9' 的数字,以及 '/', '+''-'
  2. 输入和输出分数格式均为 ±分子/分母。如果输入的第一个分数或者输出的分数是正数,则 '+' 会被省略掉。
  3. 输入只包含合法的最简分数,每个分数的分子分母的范围是 [1,10]。 如果分母是1,意味着这个分数实际上是一个整数。
  4. 输入的分数个数范围是 [1,10]。
  5. 最终结果的分子与分母保证是 32 位整数范围内的有效整数。

思路:

分数加减法,正常我们做的都是先通分,分子进行加减运算,然后化简成最简分数。

  1. 先把字符串中的分数分离出来,-+也带在分数前面

  2. 把一个分数的分子分母分别找出来,分子带符号

  3. 用所用分母找最小公倍数,这里我就直接把所有分母相乘

  4. 通过找到共同的分母,然后把分子相应成分母扩大的倍数

  5. 分子进行加减运算

  6. 得到分子,分母(但是这个不是最简的),所以找最小公约数,化简

  7. 最后输出结果

附上代码

class Solution(object):
   def fractionAddition(self, expression):
      """
      :type expression: str
      :rtype: str
      """
      nums = []
      n = len(expression)
      i = 0
      # 把所有分数找出来
      while i < n :
         # print(i)
         if expression[i] == "-":
            temp = i
            i += 1
            while i < n and expression[i] != "+" and expression[i] !="-":
               i += 1
            nums.append(expression[temp:i])
         else:
            temp = i
            i += 1
            while i < n and expression[i] != "+" and expression[i] !="-":
               i += 1
            nums.append(expression[temp:i])
      # print(nums)
      # 把所有分数拆成分子和分母
      res = []
      for num in nums:
         num = num.split("/")
         res.append([int(num[0]),int(num[-1])])
      # print(res)
      # 所有分母相乘,找到共同分母
      max_gong = 1
      for i in res:
         max_gong *= i[1]
      # 使相应的分子也扩大同样的倍数
      l = len(res)
      j = 0
      while j < l:
         # res[j][1] = max_gong
         res[j][0] = (max_gong//res[j][1])* res[j][0]
         res[j][1] = max_gong
         j += 1
      # 分子进行相应的运算
      fenzi = sum(map(lambda x:x[0],res))
      # print(fenzi,max_gong)
      if fenzi == 0:
         return "0/1"
      if fenzi % max_gong == 0:
         return str(fenzi//max_gong)+"/1"
      # 找分子,分母的最大公约数
      def GCU(m,n):
         while m%n:
            m,n = n,m%n
         return n
      gcu = GCU(int(fenzi),int(max_gong))
      # print(gcu)
      return str(fenzi//gcu) + "/" + str(max_gong//gcu)

测试代码:

a = Solution()
print(a.fractionAddition("-1/2+1/2"))
print(a.fractionAddition("-1/2+1/2+1/3"))
print(a.fractionAddition("1/3-1/2"))

答案:

0/1
1/3
-1/6

完全正确!在这里插入图片描述

为了实现在分数类中使用成员函数和友元函数重载算符 `=`、`+`、`-`、`*` 和 `/`,首先需要创建一个分数类(Fraction),包含分子(numerator)和分母(denominator)。这里我们假设分母始终不为0。 1. 成员函数重载: ```cpp class Fraction { private: int numerator; int denominator; public: // 构造函数,初始化分数 Fraction(int num = 0, int den = 1) : numerator(num), denominator(den) {} // 重载赋值算符= Fraction& operator=(const Fraction& other) { if (this != &other) { // 避免自我赋值 numerator *= other.numerator; denominator *= other.denominator; simplify(); // 简化分数 } return *this; } // 其他算符重载... // 简化分数函数 void simplify() { int gcd = __gcd(numerator, denominator); numerator /= gcd; denominator /= gcd; } // 算返回简化后的分数 friend std::string toString(const Fraction& fraction); }; // 转换分数到字符串的友元函数 std::string toString(const Fraction& fraction) { int wholePart = fraction.numerator / fraction.denominator; fraction.numerator %= fraction.denominator; if (fraction.numerator == 0) { return to_string(wholePart); } else { return std::to_string(fraction.numerator) + "/" + to_string(fraction.denominator); } } ``` 2. 友元函数重载: ```cpp // 重载算符+、-、*、/ friend Fraction operator+(const Fraction& a, const Fraction& b); friend Fraction operator-(const Fraction& a, const Fraction& b); friend Fraction operator*(const Fraction& a, const Fraction& b); friend Fraction operator/(const Fraction& a, const Fraction& b); // 实现友元函数的具体操作... ``` 通过上述代码,你可以对整数分数进行加减乘除算,并将结果转换为最简形式的字符串表示。注意这只是一个基本框架,你需要实现完整的友元函数来完成所有算。
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