分式化简
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题目描述
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代码结果
运行时间: 22 ms, 内存: 16.0 MB
/*
题目思路:
1. 从数组的最后一个元素开始计算。
2. 使用递归或者迭代的方法,将当前的连分数转化为一个最简分数。
3. 使用欧几里得算法求最大公约数,简化结果。
4. 使用Java Stream来简化循环的写法。
*/
import java.util.Arrays;
public class FractionConversionStream {
public static int[] fraction(int[] cont) {
return Arrays.stream(cont)
.boxed()
.reduce(new int[]{cont[cont.length - 1], 1}, (acc, cur) -> new int[]{cur * acc[0] + acc[1], acc[0]}, (a, b) -> a);
}
private static int gcd(int a, int b) {
if (b == 0) return a;
return gcd(b, a % b);
}
public static void main(String[] args) {
int[] cont = {3, 2, 0, 2};
int[] result = fraction(cont);
int gcd = gcd(result[0], result[1]);
System.out.println("[" + (result[0] / gcd) + ", " + (result[1] / gcd) + "]");
}
}
解释
方法:
题解的思路是从连分数的最后一个元素开始向前处理,通过逆向计算的方式逐步构建连分数的分子和分母。具体来说,初始化分子n为0,分母m为1,然后逆序遍历输入数组的每一个元素a,每次更新分子n和分母m的值。更新规则是:将当前的分母m赋值给分子n,新的分母m计算为当前元素a乘以原分母m加上原分子n。这种逆序处理方式直接得到了最简形式的分数,因为每步计算都保证分子和分母的最大公约数为1。
时间复杂度:
O(n)
空间复杂度:
O(1)
代码细节讲解
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为什么在初始化分子n为0和分母m为1时,这样的初始值可以适用于所有情况的计算?
▷🦆
在逆序处理连分数时,如何确保每步更新后分子和分母的最大公约数仍然为1?
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题解中提到返回结果的顺序是分母在前,分子在后,这种顺序与常规的分数表示(分子在前,分母在后)不同,为什么要这样设计?
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