09

Task

• 3 有理数クラスを動かす. 四則の他の演算も追加し, 浮動小数点では正確に行えない計算をさせる.
• 4 複素数クラスを動かす. 役に立つ計算をしてみる.

Result

有理数クラスRatioと複素数クラスCompを定義しました。コードは巻末に示しました。 以下のように実行し、結果を得ました。

puts Ratio.new(2, 3) + Ratio.new(1, 3)
puts Ratio.new(4, 3) - Ratio.new(1, 3)
puts Ratio.new(3, 1) * Ratio.new(1, 3)
puts Ratio.new(1, 3) / Ratio.new(1, 3)

puts Comp.new(2, 3) + Comp.new(1, 3)
puts Comp.new(4, 3) - Comp.new(1, 3)
puts Comp.new(3, 1) * Comp.new(1, 3)
puts Comp.new(1, 3) / Comp.new(1, 3)

1/1
1/1
1/1
1/1
3 + 6i
3 + 0i
0 + 10i
1 + 0i

Consideration

まず、Ratioクラスに対し、各四則演算と，@a, @bへのgetter関数c, dを定義しました。 名前をa, b, c, dと公式にあわせたり，*= などを用いることで、コードが読みやすくなりました。 また、例では各演算ごとにインスタンス化していて、最適化できていないと考えられるので、 initialize内にあった処理を別の関数bindにうつし、各演算ではselfを返すようにしました。 また、Compクラスの乗法、除法ではを直接代入すると値がおかしくなるので、 計算結果は変数a, bへ一旦代入し、あとから @a, @bを指定するようにしました。

Ref

class Ratio
    def initialize(a, b=1)
        @a = a
        @b = b
        self.bind
    end
    def bind
        if @b == 0 then @a = 1; return end
        if @a == 0 then @b = 1; return end
        if @b < 0 then @a = -@a; @b = -@b end
        g = gcd(@a.abs, @b.abs); @a = @a/g; @b = @b/g
        return self
    end
    def c
        return @a
    end
    def d
        return @b
    end
    def to_s
        return "#{@a}/#{@b}"
    end
    def +(r)
        @a = @a*r.d + @b*r.c
        @b *= r.d
        return self.bind
    end
    def -(r)
        @a = @a*r.d - @b*r.c
        @b *= r.d
        return self.bind
    end
    def *(r)
        @a *= r.c
        @b *= r.d
        return self.bind
    end
    def /(r)
        @a *= r.d
        @b *= r.c
        return self.bind
    end
    def gcd(x, y)
        while true do
            if x > y then x = x % y; if x == 0 then return y end
            else y = y % x; if y == 0 then return x end
            end
        end
    end
end

class Comp
    def initialize(a, b=1)
        @a = a
        @b = b
    end
    def c
        return @a
    end
    def d
        return @b
    end
    def to_s
        return "#{@a} + #{@b}i"
    end
    def +(r)
        @a += r.c
        @b += r.d
        return self
    end
    def -(r)
        @a -= r.c
        @b -= r.d
        return self
    end
    def *(r)
        a = @a*r.c - @b*r.d
        b = @b*r.c + @a*r.d
        @a = a; @b = b
        return self
    end
    def /(r)
        a = (@a*r.c + @b*r.d) / (r.c**2 + r.d**2)
        b = (@b*r.c + @a*r.d) / (r.c**2 + r.d**2)
        @a = a; @b = b
        return self
    end
end