1.问题描述
现输入一个真分数,请将该分数分解为埃及分数。
2.问题分析
真分数(a proper fraction)是指分子比分母小的分数,其分数值小
于1。如1/2、3/5、8/9等都是真分数。
分子是1的分数,叫单位分数。古代埃及人在进行分数运算时,只
使用分子是1的分数,因此这种分数也叫作埃及分数,或者叫单分子分
数。例如,8/11=1/2+1/5+1/55+1/110。
我们约定分子分母都是自然数,分数的分子用a表示,分母用b表
示。若真分数的分子a能整除分母b,则真分数经过化简就可以得到埃
及分数,若真分数的分子不能整除分母,则可以从原来的分数中分解
出一个分母为(b/a)+1的埃及分数。用这种方法将剩余部分反复分解,
最后可得到结果。
3.算法设计
真分数分解为埃及分数的思路可归纳如下:
1)分数的分子用a表示、分母用b表示,变量c用来存储各个埃及
分数的分母。
2)如果分母是分子的倍数,直接约简成埃及分数。此时,埃及分
数的分母c=b/a,分子为1,即直接将变量a赋值为1。
3)若分母不是分子的倍数,则可以分解出一个分母为(b/a)+1的埃
及分数,即变量c的值为(b/a)+1。
4)如果分子是1,表明已经是埃及分数,不用再分解,分解过程
结束。
如果分数的分子a为1,则说明此时的分数已经是埃及分数,无须
再分解,可结束循环。对于这种不受循环条件限制,当某一条件满足
时便可结束循环的情况,可用break语句实现。
if a == 1:
print("1/%ldn" %c, end="")
break
5)如果分子是3而且分母是偶数,直接分解成两个埃及分数1/(b/2)
和1/b。
因分母为偶数,故变量b一定是2的倍数,对于分解出来的分数
1/(b/2)经过约分之后肯定能得到一个埃及分数。原分数分解为两个埃及
分数之后便可利用break语句结束循环。
if a == 3 and b % 2 == 0: # 若余数分子为3,分母为偶数,输出最后两个埃及分数
print("1/%ld + 1/%ldn" %(b//2, b))
break
6)从分数中减去这个分母为(b/a)+1的埃及分数,回到步骤2重复
上述过程。
分解出此埃及分数之后用原分数a/b减去此埃及分数,得到新的分
数。此新分数的分子a=a*c-b,分母b=b*c。
整个程序没有明确的循环条件,故为了能使循环继续,需将循环
条件用一非0的常量表示条件为真。从上述过程可以看出,虽然利用循
环条件不能结束循环,但当满足某一条件时利用break语句,仍然可以
避免程序进入死循环。
将某一真分数分解为一个以上的埃及分数后,输出时要求以各分
数相加的形式输出,故在输出语句中“+”是作为普通字符输出的。
print("1/%ld + " %c, end="")
4.补充知识点
(1)print()函数
print()函数的一般调用形式为:
print(格式控制 %输出表列)
也可以省略格式控制,直接输出。
格式说明符用于为输出项提供输出格式说明,也就是使数据按格
式说明符的要求进行输出,其由%号和紧跟在其后的格式描述符组成。
部分常用的格式说明符及其描述如表4.1所示。
表4.1 数据类型及其对应的格式说明符
在双引号中除了格式说明符之外的内容要全部原样输出;输出表
列中各个输出项之间要用逗号隔开;输出项可以是任意合法的常量、
变量或表达式。
注意事项:
·输出比较自由一些,输出的各个数之间到底是什么,取决于格式
说明符之间的内容。
·格式说明符要与输出项一一对应。
·输出语句中还可以有n、r、t、a等转义字符。
·尽量不要在输出语句中改变输出变量的值。
·输出的数据中如果存在变量,一定是已经定义过的。
(2)不换行输出
在使用print()函数时,它会自动打印一个换行符。如果不想换行或
不想自动添加换行符,可以在print()函数中加上参数end=" "来避免换
行,其中end参数的双引号中可以添加任意字符,实现在打印的结果后
面添加任意字符。
实例代码:
#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: print()函数
if __name__ == "__main__":
pi = 3.141592657
# 输出整数部分
print("%d" %pi)
# 指定占位符宽度,输出整数部分
print("%5d" % pi)
# 指定占位符宽度,左边补0,输出整数部分
print("%05d" %pi)
# 指定占位符宽度,右对齐,输出整数部分
print("%-5d" %pi)
# 保留2位小数
print("%.2f" % pi)
# 指定占位符,并保留3位小数
print("%6.3f" %pi)
# 指定占位符,并保留4位小数,左边补0
print("%06.4f" %pi)
# 指定占位符,保留2位小数,左边补0,始终带符号
print("%+05.2f" %pi)
# 使用科学记数法表示
print("%e" %pi)
# 输出字符串
str = "HelloWorld!"
print("str = %s" %str)
# 也可以省略格式说明,直接输出
print("str = " , str)
# 保留3个字符
print("%.3s" %str)
# 输出字符
str1 = 'a'
print("str1 = %c" %str1)
print("-------------")
for i in range(3):
print(i) # 换行输出
for i in range(3):
print(i, end=" ") # 不换行输出
在PyCharm下运行程序,结果如图4.1所示。
5.确定程序框架
程序流程图如图4.2所示。
6.完整的程序
根据上面的分析,编写程序如下:
#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: 将真分数分解为埃及分数
if __name__ == "__main__":
print("请输入一个分数:", end=" ")
a, b = [int(i) for i in input().split()]
print("输入的分数为:%ld/%ld" %(a, b))
print("埃及分数:", end=" ")
while 1:
if b % a != 0: # 若分子不能整除分母,则分解出一个分母为b//a+1的埃及数
c = b // a + 1
else:
c = b // a
a = 1
if a == 1:
print("1/%ldn" %c, end="")
break
else:
print("1/%ld + " %c, end="")
a = a * c - b # 求出余数的分子
b = b * c # 求出余数的分母
# 若余数分子为3,分母为偶数,则输出最后两个埃及数
if a == 3 and b % 2 == 0:
print("1/%ld + 1/%ldn" %(b//2, b))
break
7.运行结果
在PyCharm下运行程序,根据屏幕提示按照“数1/数2”的格式输入
分子a和分母b的值。先输入3/5,再输入132/155,两次不同输入的运行
结果如图4.3所示。读者还可以输入其他的分数来观察程序的运行结
果。



