Ratinal Test

rational.c

#include <stdio.h>
#include <math.h>

/* 有理数型 */
struct Rational
{
  int numer; /* 分子 */
  int denom; /* 分母 */
};
typedef struct Rational Rational;

/* スワップ */
void swap(int* a, int* b)
{
  int x = *a;
  *a = *b;
  *b = x;
  return;
}

/* 最大公約数を求める */
/* (ユークリッドの互除法) */
int greatest_common_divisor(int n, int m)
{
  int a;
  if (n > m) {
    swap(&n, &m);
  }
  for (;m % n != 0;) {
    if (n > m) {
      swap(&n, &m);
    }
    a = m;
    m = n;
    n = a % n;
  }
  return abs(n);
}

/* 約分 */
void normal(Rational* val)
{
  int f = greatest_common_divisor(val->numer, val->denom);
  if (f > 0) {
    val->numer /= f;
    val->denom /= f;
  }
  return;
}

/* 自然数を有理数型にして返す */
Rational to_r(int n)
{
  Rational res = {n, 1}; 
  return res;
}

/* 有理数型を浮動小数点数にして返す */
double to_f(Rational n)
{
  return n.numer / n.denom;
}

/* 有理数同士の加算 */
Rational add(Rational a, Rational b)
{
  // 通分
  Rational res = a;
  a.numer *= b.denom;
  a.denom *= b.denom;
  b.numer *= res.denom;
  b.denom *= res.denom;
  // 計算
  res.denom = a.denom;
  res.numer = a.numer + b.numer;
  // 約分
  normal(&res);
  return res;
}

/* 有理数同士の減算 */
Rational sub(Rational a, Rational b)
{
  // 通分
  Rational res = a;
  a.numer *= b.denom;
  a.denom *= b.denom;
  b.numer *= res.denom;
  b.denom *= res.denom;
  // 計算
  res.denom = a.denom;
  res.numer = a.numer - b.numer;
  // 約分
  normal(&res);
  return res;
}

/* 有理数同士の乗算 */
Rational mult(Rational a, Rational b)
{
  Rational res;
  // 計算
  res.denom = a.denom * b.denom;
  res.numer = a.numer * b.numer;
  // 約分
  normal(&res);
  return res;
}

/* 有理数同士の除算 */
Rational div(Rational a, Rational b)
{
  Rational res = a;
  // 計算
  res.denom *= b.numer;
  res.numer *= b.denom;
  // 約分
  normal(&res);
  return res;
}

int main(int argc, char const* argv[])
{
  // 約分テスト
  Rational value = {1029, 1071};
  printf("%d/%d => ", value.numer, value.denom);
  normal(&value);
  printf("%d/%d\n", value.numer, value.denom);

  // 計算テスト
  Rational val1 = { 1, 2 }; // 1/2
  Rational val2 = { 1, 3 }; // 1/3

  Rational ans  = add(val1, val2);
  printf("ans = %d/%d\n", ans.numer, ans.denom);

  ans = sub(val1, val2);
  printf("ans = %d/%d\n", ans.numer, ans.denom);

  ans = mult(val1, val2);
  printf("ans = %d/%d\n", ans.numer, ans.denom);

  ans = div(val1, val2);
  printf("ans = %d/%d\n", ans.numer, ans.denom);

  return 0;
}