分数转换为小数,处理循环小数
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更新于2024-09-02
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"分数到小数的转换方法及算法实现"
分数到小数的转换是一个常见的数学问题,在编程中也常作为算法题出现。本问题要求根据给定的分数分子(numerator)和分母(denominator)将其转换为小数,并以字符串形式返回。在处理循环小数时,需要将循环部分括在括号内。以下是解决这个问题的详细步骤和算法:
1. 预处理
- 首先检查分子是否为0,如果是,则结果直接返回"0"。
- 确定结果的正负性,根据分子和分母的正负标志(f1和f2)决定结果的符号。
- 将分子和分母取绝对值,方便后续计算。
2. 小数点前部分
- 计算分子除以分母得到的商(整数部分),并将其转换为字符串添加到结果字符串(rs)的开头。
3. 小数点后部分
- 计算分子除以分母的余数(r),并将其乘以10,以便进行下一次除法操作。
- 使用`unordered_map`(us)存储每个余数及其出现的位置,`vector`(vi)用于记录余数序列。
- 进行循环,直到余数为0或者已经出现过,此时余数序列可能表示循环小数。
- 在每次循环中,更新商(q)并将其转换为字符串,添加到结果字符串(rs)的小数点后。
- 更新余数(r),继续进行下一次除法操作。
4. 判断循环小数
- 如果余数为0,说明没有循环小数,直接将之前的小数点后部分(str)添加到结果字符串(rs)。
- 如果余数不为0且之前出现过(在`unordered_map`中找到对应位置),则表示存在循环小数。
5. 处理循环小数
- 找到第一次出现当前余数的位置(it->second)。
- 在结果字符串(rs)的小数点后,找到第一个出现循环的字符,并在该位置插入左括号"("。
- 在循环结束后,找到最后一个循环数字的位置,插入右括号")"。
6. 返回结果
- 返回处理后的结果字符串(rs)。
给定的参考答案使用了C++语言,通过`unordered_map`来存储余数及其首次出现的位置,`vector`记录余数序列,确保在遇到循环时能够快速定位。整个算法的时间复杂度主要取决于循环次数,一般情况下是O(log10N),其中N是分母的大小,因为每次迭代都将余数乘以10,最多进行log10N次迭代。空间复杂度为O(D),D为分母的大小,因为最多存储分母个不同的余数。注意,题目中对输入范围进行了限制,即`-2^31 <= numerator, denominator <= 2^31 - 1`,并且分母不为0。
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Roc-xb
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