有理數定義為兩個整數a和b的商,分別稱為分子與分母,其中b != 0。
請注意,在數學上,分母不能為零。 不過在許多有理數的實作中,你會發現分母可以為零,其行為類似於浮點數中的正無限大或負無限大。 在這些情況下,分子與分母通常仍然不能同時為零。
有理數r = a/b的絕對值|r|等於|a|/|b|。
兩個有理數r₁ = a₁/b₁與r₂ = a₂/b₂的和是r₁ + r₂ = a₁/b₁ + a₂/b₂ = (a₁ * b₂ + a₂ * b₁) / (b₁ * b₂)。
兩個有理數r₁ = a₁/b₁與r₂ = a₂/b₂的差是r₁ - r₂ = a₁/b₁ - a₂/b₂ = (a₁ * b₂ - a₂ * b₁) / (b₁ * b₂)。
兩個有理數r₁ = a₁/b₁與r₂ = a₂/b₂的積(相乘)是r₁ * r₂ = (a₁ * a₂) / (b₁ * b₂)。
將有理數r₁ = a₁/b₁除以另一個有理數r₂ = a₂/b₂,在a₂不為零時,結果是r₁ / r₂ = (a₁ * b₂) / (a₂ * b₁)。
有理數r = a/b取非負整數n次方是r^n = (a^n)/(b^n)。
有理數r = a/b取負整數n次方是r^n = (b^m)/(a^m),其中m = |n|。
有理數r = a/b取實數(浮點數)x次方,其結果為商(a^x)/(b^x),這是一個實數。
實數x取有理數r = a/b次方是x^(a/b) = root(x^a, b),其中root(p, q)是p的q次方根。
實作以下運算:
你的有理數實作應該一律約分成最簡形式。
例如,4/4應該約分成1/1,30/60應該約分成1/2,12/8應該約分成3/2,依此類推。
要約分有理數r = a/b,就將a和b同除以a和b的最大公因數(gcd)。
因此,舉例來說,gcd(12, 8) = 4,所以r = 12/8可以約分成(12/4)/(8/4) = 3/2。
有理數約分後的形式應該符合「標準形式」(分母一律為正整數)。
如果分母是負整數,就將分子與分母同乘以-1,以確保符合標準形式。
例如,3/-4應該約分成-3/4
假設你使用的程式語言沒有有理數的實作。