Mega Code Archive

 
Categories / Java Tutorial / Data Type
 

Fraction is a Number implementation that stores fractions accurately

/*  * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more  * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with  * this work for additional information regarding copyright ownership.  * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0  * (the "License"); you may not use this file except in compliance with  * the License.  You may obtain a copy of the License at  *   *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  *   * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.  * See the License for the specific language governing permissions and  * limitations under the License.  */ // Revised from commons math from Apache import java.math.BigInteger; /**  * <p><code>Fraction</code> is a <code>Number</code> implementation that  * stores fractions accurately.</p>  *  * <p>This class is immutable, and interoperable with most methods that accept  * a <code>Number</code>.</p>  *  * @author Travis Reeder  * @author Stephen Colebourne  * @author Tim O'Brien  * @author Pete Gieser  * @author C. Scott Ananian  * @since 2.0  * @version $Id: Fraction.java 599500 2007-11-29 16:25:54Z mbenson $  */ public final class Fraction extends Number implements Comparable {     /**      * Required for serialization support. Lang version 2.0.      *       * @see java.io.Serializable      */     private static final long serialVersionUID = 65382027393090L;     /**      * <code>Fraction</code> representation of 0.      */     public static final Fraction ZERO = new Fraction(0, 1);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 1.      */     public static final Fraction ONE = new Fraction(1, 1);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 1/2.      */     public static final Fraction ONE_HALF = new Fraction(1, 2);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 1/3.      */     public static final Fraction ONE_THIRD = new Fraction(1, 3);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 2/3.      */     public static final Fraction TWO_THIRDS = new Fraction(2, 3);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 1/4.      */     public static final Fraction ONE_QUARTER = new Fraction(1, 4);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 2/4.      */     public static final Fraction TWO_QUARTERS = new Fraction(2, 4);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 3/4.      */     public static final Fraction THREE_QUARTERS = new Fraction(3, 4);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 1/5.      */     public static final Fraction ONE_FIFTH = new Fraction(1, 5);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 2/5.      */     public static final Fraction TWO_FIFTHS = new Fraction(2, 5);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 3/5.      */     public static final Fraction THREE_FIFTHS = new Fraction(3, 5);     /**      * <code>Fraction</code> representation of 4/5.      */     public static final Fraction FOUR_FIFTHS = new Fraction(4, 5);     /**      * The numerator number part of the fraction (the three in three sevenths).      */     private final int numerator;     /**      * The denominator number part of the fraction (the seven in three sevenths).      */     private final int denominator;     /**      * Cached output hashCode (class is immutable).      */     private transient int hashCode = 0;     /**      * Cached output toString (class is immutable).      */     private transient String toString = null;     /**      * Cached output toProperString (class is immutable).      */     private transient String toProperString = null;     /**      * <p>Constructs a <code>Fraction</code> instance with the 2 parts      * of a fraction Y/Z.</p>      *      * @param numerator  the numerator, for example the three in 'three sevenths'      * @param denominator  the denominator, for example the seven in 'three sevenths'      */     private Fraction(int numerator, int denominator) {         super();         this.numerator = numerator;         this.denominator = denominator;     }     /**      * <p>Creates a <code>Fraction</code> instance with the 2 parts      * of a fraction Y/Z.</p>      *      * <p>Any negative signs are resolved to be on the numerator.</p>      *      * @param numerator  the numerator, for example the three in 'three sevenths'      * @param denominator  the denominator, for example the seven in 'three sevenths'      * @return a new fraction instance      * @throws ArithmeticException if the denomiator is <code>zero</code>      */     public static Fraction getFraction(int numerator, int denominator) {         if (denominator == 0) {             throw new ArithmeticException("The denominator must not be zero");         }         if (denominator < 0) {             if (numerator==Integer.MIN_VALUE ||                     denominator==Integer.MIN_VALUE) {                 throw new ArithmeticException("overflow: can't negate");             }             numerator = -numerator;             denominator = -denominator;         }         return new Fraction(numerator, denominator);     }     /**      * <p>Creates a <code>Fraction</code> instance with the 3 parts      * of a fraction X Y/Z.</p>      *      * <p>The negative sign must be passed in on the whole number part.</p>      *      * @param whole  the whole number, for example the one in 'one and three sevenths'      * @param numerator  the numerator, for example the three in 'one and three sevenths'      * @param denominator  the denominator, for example the seven in 'one and three sevenths'      * @return a new fraction instance      * @throws ArithmeticException if the denomiator is <code>zero</code>      * @throws ArithmeticException if the denominator is negative      * @throws ArithmeticException if the numerator is negative      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator exceeds       *  <code>Integer.MAX_VALUE</code>      */     public static Fraction getFraction(int whole, int numerator, int denominator) {         if (denominator == 0) {             throw new ArithmeticException("The denominator must not be zero");         }         if (denominator < 0) {             throw new ArithmeticException("The denominator must not be negative");         }         if (numerator < 0) {             throw new ArithmeticException("The numerator must not be negative");         }         long numeratorValue;         if (whole < 0) {             numeratorValue = whole * (long)denominator - numerator;         } else {             numeratorValue = whole * (long)denominator + numerator;         }         if (numeratorValue < Integer.MIN_VALUE ||                 numeratorValue > Integer.MAX_VALUE)  {             throw new ArithmeticException("Numerator too large to represent as an Integer.");         }         return new Fraction((int) numeratorValue, denominator);     }     /**      * <p>Creates a reduced <code>Fraction</code> instance with the 2 parts      * of a fraction Y/Z.</p>      *      * <p>For example, if the input parameters represent 2/4, then the created      * fraction will be 1/2.</p>      *      * <p>Any negative signs are resolved to be on the numerator.</p>      *      * @param numerator  the numerator, for example the three in 'three sevenths'      * @param denominator  the denominator, for example the seven in 'three sevenths'      * @return a new fraction instance, with the numerator and denominator reduced      * @throws ArithmeticException if the denominator is <code>zero</code>      */     public static Fraction getReducedFraction(int numerator, int denominator) {         if (denominator == 0) {             throw new ArithmeticException("The denominator must not be zero");         }         if (numerator==0) {             return ZERO; // normalize zero.         }         // allow 2^k/-2^31 as a valid fraction (where k>0)         if (denominator==Integer.MIN_VALUE && (numerator&1)==0) {             numerator/=2; denominator/=2;         }         if (denominator < 0) {             if (numerator==Integer.MIN_VALUE ||                     denominator==Integer.MIN_VALUE) {                 throw new ArithmeticException("overflow: can't negate");             }             numerator = -numerator;             denominator = -denominator;         }         // simplify fraction.         int gcd = greatestCommonDivisor(numerator, denominator);         numerator /= gcd;         denominator /= gcd;         return new Fraction(numerator, denominator);     }     /**      * <p>Creates a <code>Fraction</code> instance from a <code>double</code> value.</p>      *      * <p>This method uses the <a href="http://archives.math.utk.edu/articles/atuyl/confrac/">      *  continued fraction algorithm</a>, computing a maximum of      *  25 convergents and bounding the denominator by 10,000.</p>      *      * @param value  the double value to convert      * @return a new fraction instance that is close to the value      * @throws ArithmeticException if <code>|value| > Integer.MAX_VALUE</code>       *  or <code>value = NaN</code>      * @throws ArithmeticException if the calculated denominator is <code>zero</code>      * @throws ArithmeticException if the the algorithm does not converge      */     public static Fraction getFraction(double value) {         int sign = (value < 0 ? -1 : 1);         value = Math.abs(value);         if (value  > Integer.MAX_VALUE || Double.isNaN(value)) {             throw new ArithmeticException                 ("The value must not be greater than Integer.MAX_VALUE or NaN");         }         int wholeNumber = (int) value;         value -= wholeNumber;                  int numer0 = 0;  // the pre-previous         int denom0 = 1;  // the pre-previous         int numer1 = 1;  // the previous         int denom1 = 0;  // the previous         int numer2 = 0;  // the current, setup in calculation         int denom2 = 0;  // the current, setup in calculation         int a1 = (int) value;         int a2 = 0;         double x1 = 1;         double x2 = 0;         double y1 = value - a1;         double y2 = 0;         double delta1, delta2 = Double.MAX_VALUE;         double fraction;         int i = 1; //        System.out.println("---");         do {             delta1 = delta2;             a2 = (int) (x1 / y1);             x2 = y1;             y2 = x1 - a2 * y1;             numer2 = a1 * numer1 + numer0;             denom2 = a1 * denom1 + denom0;             fraction = (double) numer2 / (double) denom2;             delta2 = Math.abs(value - fraction); //            System.out.println(numer2 + " " + denom2 + " " + fraction + " " + delta2 + " " + y1);             a1 = a2;             x1 = x2;             y1 = y2;             numer0 = numer1;             denom0 = denom1;             numer1 = numer2;             denom1 = denom2;             i++; //            System.out.println(">>" + delta1 +" "+ delta2+" "+(delta1 > delta2)+" "+i+" "+denom2);         } while ((delta1 > delta2) && (denom2 <= 10000) && (denom2 > 0) && (i < 25));         if (i == 25) {             throw new ArithmeticException("Unable to convert double to fraction");         }         return getReducedFraction((numer0 + wholeNumber * denom0) * sign, denom0);     }     /**      * <p>Creates a Fraction from a <code>String</code>.</p>      *      * <p>The formats accepted are:</p>      *      * <ol>      *  <li><code>double</code> String containing a dot</li>      *  <li>'X Y/Z'</li>      *  <li>'Y/Z'</li>      *  <li>'X' (a simple whole number)</li>      * </ol>      * and a .</p>      *      * @param str  the string to parse, must not be <code>null</code>      * @return the new <code>Fraction</code> instance      * @throws IllegalArgumentException if the string is <code>null</code>      * @throws NumberFormatException if the number format is invalid      */     public static Fraction getFraction(String str) {         if (str == null) {             throw new IllegalArgumentException("The string must not be null");         }         // parse double format         int pos = str.indexOf('.');         if (pos >= 0) {             return getFraction(Double.parseDouble(str));         }         // parse X Y/Z format         pos = str.indexOf(' ');         if (pos > 0) {             int whole = Integer.parseInt(str.substring(0, pos));             str = str.substring(pos + 1);             pos = str.indexOf('/');             if (pos < 0) {                 throw new NumberFormatException("The fraction could not be parsed as the format X Y/Z");             } else {                 int numer = Integer.parseInt(str.substring(0, pos));                 int denom = Integer.parseInt(str.substring(pos + 1));                 return getFraction(whole, numer, denom);             }         }         // parse Y/Z format         pos = str.indexOf('/');         if (pos < 0) {             // simple whole number             return getFraction(Integer.parseInt(str), 1);         } else {             int numer = Integer.parseInt(str.substring(0, pos));             int denom = Integer.parseInt(str.substring(pos + 1));             return getFraction(numer, denom);         }     }     // Accessors     //-------------------------------------------------------------------     /**      * <p>Gets the numerator part of the fraction.</p>      *      * <p>This method may return a value greater than the denominator, an      * improper fraction, such as the seven in 7/4.</p>      *      * @return the numerator fraction part      */     public int getNumerator() {         return numerator;     }     /**      * <p>Gets the denominator part of the fraction.</p>      *      * @return the denominator fraction part      */     public int getDenominator() {         return denominator;     }     /**      * <p>Gets the proper numerator, always positive.</p>      *      * <p>An improper fraction 7/4 can be resolved into a proper one, 1 3/4.      * This method returns the 3 from the proper fraction.</p>      *      * <p>If the fraction is negative such as -7/4, it can be resolved into      * -1 3/4, so this method returns the positive proper numerator, 3.</p>      *      * @return the numerator fraction part of a proper fraction, always positive      */     public int getProperNumerator() {         return Math.abs(numerator % denominator);     }     /**      * <p>Gets the proper whole part of the fraction.</p>      *      * <p>An improper fraction 7/4 can be resolved into a proper one, 1 3/4.      * This method returns the 1 from the proper fraction.</p>      *      * <p>If the fraction is negative such as -7/4, it can be resolved into      * -1 3/4, so this method returns the positive whole part -1.</p>      *      * @return the whole fraction part of a proper fraction, that includes the sign      */     public int getProperWhole() {         return numerator / denominator;     }     // Number methods     //-------------------------------------------------------------------     /**      * <p>Gets the fraction as an <code>int</code>. This returns the whole number      * part of the fraction.</p>      *      * @return the whole number fraction part      */     public int intValue() {         return numerator / denominator;     }     /**      * <p>Gets the fraction as a <code>long</code>. This returns the whole number      * part of the fraction.</p>      *      * @return the whole number fraction part      */     public long longValue() {         return (long) numerator / denominator;     }     /**      * <p>Gets the fraction as a <code>float</code>. This calculates the fraction      * as the numerator divided by denominator.</p>      *      * @return the fraction as a <code>float</code>      */     public float floatValue() {         return ((float) numerator) / ((float) denominator);     }     /**      * <p>Gets the fraction as a <code>double</code>. This calculates the fraction      * as the numerator divided by denominator.</p>      *      * @return the fraction as a <code>double</code>      */     public double doubleValue() {         return ((double) numerator) / ((double) denominator);     }     // Calculations     //-------------------------------------------------------------------     /**      * <p>Reduce the fraction to the smallest values for the numerator and      * denominator, returning the result.</p>      *       * <p>For example, if this fraction represents 2/4, then the result      * will be 1/2.</p>      *      * @return a new reduced fraction instance, or this if no simplification possible      */     public Fraction reduce() {         if (numerator == 0) {             return equals(ZERO) ? this : ZERO;         }         int gcd = greatestCommonDivisor(Math.abs(numerator), denominator);         if (gcd == 1) {             return this;         }         return Fraction.getFraction(numerator / gcd, denominator / gcd);     }     /**      * <p>Gets a fraction that is the inverse (1/fraction) of this one.</p>      *       * <p>The returned fraction is not reduced.</p>      *      * @return a new fraction instance with the numerator and denominator      *         inverted.      * @throws ArithmeticException if the fraction represents zero.      */     public Fraction invert() {         if (numerator == 0) {             throw new ArithmeticException("Unable to invert zero.");         }         if (numerator==Integer.MIN_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: can't negate numerator");         }         if (numerator<0) {             return new Fraction(-denominator, -numerator);         } else {             return new Fraction(denominator, numerator);         }     }     /**      * <p>Gets a fraction that is the negative (-fraction) of this one.</p>      *      * <p>The returned fraction is not reduced.</p>      *      * @return a new fraction instance with the opposite signed numerator      */     public Fraction negate() {         // the positive range is one smaller than the negative range of an int.         if (numerator==Integer.MIN_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: too large to negate");         }         return new Fraction(-numerator, denominator);     }     /**      * <p>Gets a fraction that is the positive equivalent of this one.</p>      * <p>More precisely: <code>(fraction >= 0 ? this : -fraction)</code></p>      *      * <p>The returned fraction is not reduced.</p>      *      * @return <code>this</code> if it is positive, or a new positive fraction      *  instance with the opposite signed numerator      */     public Fraction abs() {         if (numerator >= 0) {             return this;         }         return negate();     }     /**      * <p>Gets a fraction that is raised to the passed in power.</p>      *      * <p>The returned fraction is in reduced form.</p>      *      * @param power  the power to raise the fraction to      * @return <code>this</code> if the power is one, <code>ONE</code> if the power      * is zero (even if the fraction equals ZERO) or a new fraction instance       * raised to the appropriate power      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator exceeds      *  <code>Integer.MAX_VALUE</code>      */     public Fraction pow(int power) {         if (power == 1) {             return this;         } else if (power == 0) {             return ONE;         } else if (power < 0) {             if (power==Integer.MIN_VALUE) { // MIN_VALUE can't be negated.                 return this.invert().pow(2).pow(-(power/2));             }             return this.invert().pow(-power);         } else {             Fraction f = this.multiplyBy(this);             if ((power % 2) == 0) { // if even...                 return f.pow(power/2);             } else { // if odd...                 return f.pow(power/2).multiplyBy(this);             }         }     }     /**      * <p>Gets the greatest common divisor of the absolute value of      * two numbers, using the "binary gcd" method which avoids      * division and modulo operations.  See Knuth 4.5.2 algorithm B.      * This algorithm is due to Josef Stein (1961).</p>      *      * @param u  a non-zero number      * @param v  a non-zero number      * @return the greatest common divisor, never zero      */     private static int greatestCommonDivisor(int u, int v) {         //if either op. is abs 0 or 1, return 1:         if (Math.abs(u) <= 1 || Math.abs(v) <= 1) {             return 1;         }         // keep u and v negative, as negative integers range down to         // -2^31, while positive numbers can only be as large as 2^31-1         // (i.e. we can't necessarily negate a negative number without         // overflow)         if (u>0) { u=-u; } // make u negative         if (v>0) { v=-v; } // make v negative         // B1. [Find power of 2]         int k=0;         while ((u&1)==0 && (v&1)==0 && k<31) { // while u and v are both even...             u/=2; v/=2; k++; // cast out twos.         }         if (k==31) {             throw new ArithmeticException("overflow: gcd is 2^31");         }         // B2. Initialize: u and v have been divided by 2^k and at least         //     one is odd.         int t = ((u&1)==1) ? v : -(u/2)/*B3*/;         // t negative: u was odd, v may be even (t replaces v)         // t positive: u was even, v is odd (t replaces u)         do {             /* assert u<0 && v<0; */             // B4/B3: cast out twos from t.             while ((t&1)==0) { // while t is even..                 t/=2; // cast out twos             }             // B5 [reset max(u,v)]             if (t>0) {                 u = -t;             } else {                 v = t;             }             // B6/B3. at this point both u and v should be odd.             t = (v - u)/2;             // |u| larger: t positive (replace u)             // |v| larger: t negative (replace v)         } while (t!=0);         return -u*(1<<k); // gcd is u*2^k     }     // Arithmetic     //-------------------------------------------------------------------     /**       * Multiply two integers, checking for overflow.      *       * @param x a factor      * @param y a factor      * @return the product <code>x*y</code>      * @throws ArithmeticException if the result can not be represented as      *                             an int      */     private static int mulAndCheck(int x, int y) {         long m = ((long)x)*((long)y);         if (m < Integer.MIN_VALUE ||             m > Integer.MAX_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: mul");         }         return (int)m;     }          /**      *  Multiply two non-negative integers, checking for overflow.      *       * @param x a non-negative factor      * @param y a non-negative factor      * @return the product <code>x*y</code>      * @throws ArithmeticException if the result can not be represented as      * an int      */     private static int mulPosAndCheck(int x, int y) {         /* assert x>=0 && y>=0; */         long m = ((long)x)*((long)y);         if (m > Integer.MAX_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: mulPos");         }         return (int)m;     }          /**       * Add two integers, checking for overflow.      *       * @param x an addend      * @param y an addend      * @return the sum <code>x+y</code>      * @throws ArithmeticException if the result can not be represented as      * an int      */     private static int addAndCheck(int x, int y) {         long s = (long)x+(long)y;         if (s < Integer.MIN_VALUE ||             s > Integer.MAX_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: add");         }         return (int)s;     }          /**       * Subtract two integers, checking for overflow.      *       * @param x the minuend      * @param y the subtrahend      * @return the difference <code>x-y</code>      * @throws ArithmeticException if the result can not be represented as      * an int      */     private static int subAndCheck(int x, int y) {         long s = (long)x-(long)y;         if (s < Integer.MIN_VALUE ||             s > Integer.MAX_VALUE) {             throw new ArithmeticException("overflow: add");         }         return (int)s;     }          /**      * <p>Adds the value of this fraction to another, returning the result in reduced form.      * The algorithm follows Knuth, 4.5.1.</p>      *      * @param fraction  the fraction to add, must not be <code>null</code>      * @return a <code>Fraction</code> instance with the resulting values      * @throws IllegalArgumentException if the fraction is <code>null</code>      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator exceeds      *  <code>Integer.MAX_VALUE</code>      */     public Fraction add(Fraction fraction) {         return addSub(fraction, true /* add */);     }     /**      * <p>Subtracts the value of another fraction from the value of this one,       * returning the result in reduced form.</p>      *      * @param fraction  the fraction to subtract, must not be <code>null</code>      * @return a <code>Fraction</code> instance with the resulting values      * @throws IllegalArgumentException if the fraction is <code>null</code>      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator      *   cannot be represented in an <code>int</code>.      */     public Fraction subtract(Fraction fraction) {         return addSub(fraction, false /* subtract */);     }     /**       * Implement add and subtract using algorithm described in Knuth 4.5.1.      *       * @param fraction the fraction to subtract, must not be <code>null</code>      * @param isAdd true to add, false to subtract      * @return a <code>Fraction</code> instance with the resulting values      * @throws IllegalArgumentException if the fraction is <code>null</code>      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator      *   cannot be represented in an <code>int</code>.      */     private Fraction addSub(Fraction fraction, boolean isAdd) {         if (fraction == null) {             throw new IllegalArgumentException("The fraction must not be null");         }         // zero is identity for addition.         if (numerator == 0) {             return isAdd ? fraction : fraction.negate();         }         if (fraction.numerator == 0) {             return this;         }              // if denominators are randomly distributed, d1 will be 1 about 61%         // of the time.         int d1 = greatestCommonDivisor(denominator, fraction.denominator);         if (d1==1) {             // result is ( (u*v' +/- u'v) / u'v')             int uvp = mulAndCheck(numerator, fraction.denominator);             int upv = mulAndCheck(fraction.numerator, denominator);             return new Fraction                 (isAdd ? addAndCheck(uvp, upv) : subAndCheck(uvp, upv),                  mulPosAndCheck(denominator, fraction.denominator));         }         // the quantity 't' requires 65 bits of precision; see knuth 4.5.1         // exercise 7.  we're going to use a BigInteger.         // t = u(v'/d1) +/- v(u'/d1)         BigInteger uvp = BigInteger.valueOf(numerator)             .multiply(BigInteger.valueOf(fraction.denominator/d1));         BigInteger upv = BigInteger.valueOf(fraction.numerator)             .multiply(BigInteger.valueOf(denominator/d1));         BigInteger t = isAdd ? uvp.add(upv) : uvp.subtract(upv);         // but d2 doesn't need extra precision because         // d2 = gcd(t,d1) = gcd(t mod d1, d1)         int tmodd1 = t.mod(BigInteger.valueOf(d1)).intValue();         int d2 = (tmodd1==0)?d1:greatestCommonDivisor(tmodd1, d1);         // result is (t/d2) / (u'/d1)(v'/d2)         BigInteger w = t.divide(BigInteger.valueOf(d2));         if (w.bitLength() > 31) {             throw new ArithmeticException                 ("overflow: numerator too large after multiply");         }         return new Fraction             (w.intValue(),              mulPosAndCheck(denominator/d1, fraction.denominator/d2));     }     /**      * <p>Multiplies the value of this fraction by another, returning the       * result in reduced form.</p>      *      * @param fraction  the fraction to multiply by, must not be <code>null</code>      * @return a <code>Fraction</code> instance with the resulting values      * @throws IllegalArgumentException if the fraction is <code>null</code>      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator exceeds      *  <code>Integer.MAX_VALUE</code>      */     public Fraction multiplyBy(Fraction fraction) {         if (fraction == null) {             throw new IllegalArgumentException("The fraction must not be null");         }         if (numerator == 0 || fraction.numerator == 0) {             return ZERO;         }         // knuth 4.5.1         // make sure we don't overflow unless the result *must* overflow.         int d1 = greatestCommonDivisor(numerator, fraction.denominator);         int d2 = greatestCommonDivisor(fraction.numerator, denominator);         return getReducedFraction             (mulAndCheck(numerator/d1, fraction.numerator/d2),              mulPosAndCheck(denominator/d2, fraction.denominator/d1));     }     /**      * <p>Divide the value of this fraction by another.</p>      *      * @param fraction  the fraction to divide by, must not be <code>null</code>      * @return a <code>Fraction</code> instance with the resulting values      * @throws IllegalArgumentException if the fraction is <code>null</code>      * @throws ArithmeticException if the fraction to divide by is zero      * @throws ArithmeticException if the resulting numerator or denominator exceeds      *  <code>Integer.MAX_VALUE</code>      */     public Fraction divideBy(Fraction fraction) {         if (fraction == null) {             throw new IllegalArgumentException("The fraction must not be null");         }         if (fraction.numerator == 0) {             throw new ArithmeticException("The fraction to divide by must not be zero");         }         return multiplyBy(fraction.invert());     }     // Basics     //-------------------------------------------------------------------     /**      * <p>Compares this fraction to another object to test if they are equal.</p>.      *      * <p>To be equal, both values must be equal. Thus 2/4 is not equal to 1/2.</p>      *      * @param obj the reference object with which to compare      * @return <code>true</code> if this object is equal      */     public boolean equals(Object obj) {         if (obj == this) {             return true;         }         if (obj instanceof Fraction == false) {             return false;         }         Fraction other = (Fraction) obj;         return (getNumerator() == other.getNumerator() &&                 getDenominator() == other.getDenominator());     }     /**      * <p>Gets a hashCode for the fraction.</p>      *      * @return a hash code value for this object      */     public int hashCode() {         if (hashCode == 0) {             // hashcode update should be atomic.             hashCode = 37 * (37 * 17 + getNumerator()) + getDenominator();         }         return hashCode;     }     /**      * <p>Compares this object to another based on size.</p>      *      * <p>Note: this class has a natural ordering that is inconsistent      * with equals, because, for example, equals treats 1/2 and 2/4 as      * different, whereas compareTo treats them as equal.      *      * @param object  the object to compare to      * @return -1 if this is less, 0 if equal, +1 if greater      * @throws ClassCastException if the object is not a <code>Fraction</code>      * @throws NullPointerException if the object is <code>null</code>      */     public int compareTo(Object object) {         Fraction other = (Fraction) object;         if (this==other) {             return 0;         }         if (numerator == other.numerator && denominator == other.denominator) {             return 0;         }         // otherwise see which is less         long first = (long) numerator * (long) other.denominator;         long second = (long) other.numerator * (long) denominator;         if (first == second) {             return 0;         } else if (first < second) {             return -1;         } else {             return 1;         }     }     /**      * <p>Gets the fraction as a <code>String</code>.</p>      *      * <p>The format used is '<i>numerator</i>/<i>denominator</i>' always.      *      * @return a <code>String</code> form of the fraction      */     public String toString() {         if (toString == null) {             toString = new StringBuffer(32)                 .append(getNumerator())                 .append('/')                 .append(getDenominator()).toString();         }         return toString;     }     /**      * <p>Gets the fraction as a proper <code>String</code> in the format X Y/Z.</p>      *      * <p>The format used in '<i>wholeNumber</i> <i>numerator</i>/<i>denominator</i>'.      * If the whole number is zero it will be ommitted. If the numerator is zero,      * only the whole number is returned.</p>      *      * @return a <code>String</code> form of the fraction      */     public String toProperString() {         if (toProperString == null) {             if (numerator == 0) {                 toProperString = "0";             } else if (numerator == denominator) {                 toProperString = "1";             } else if (numerator == -1 * denominator) {                 toProperString = "-1";             } else if ((numerator>0?-numerator:numerator) < -denominator) {                 // note that we do the magnitude comparison test above with                 // NEGATIVE (not positive) numbers, since negative numbers                 // have a larger range.  otherwise numerator==Integer.MIN_VALUE                 // is handled incorrectly.                 int properNumerator = getProperNumerator();                 if (properNumerator == 0) {                     toProperString = Integer.toString(getProperWhole());                 } else {                     toProperString = new StringBuffer(32)                         .append(getProperWhole()).append(' ')                         .append(properNumerator).append('/')                         .append(getDenominator()).toString();                 }             } else {                 toProperString = new StringBuffer(32)                     .append(getNumerator()).append('/')                     .append(getDenominator()).toString();             }         }         return toProperString;     } }