連分数を使用して、お客様の要件を満たすように努めました。深さを3に制限することで、妥当な近似値が得られました。
妥当な時間内に反復(または再帰)アプローチを思い付くことができませんでした。それにもかかわらず、私はそれを少しきれいにしました。(私は3文字の変数名が良くないことを知っていますが、それらの良い名前を考えることはできません:-/)
このコードは、指定された許容範囲内で見つけることができる最良の有理近似を提供します。結果として得られる分数は減少し、同じまたはより低い分母を持つすべての分数の中で最良の近似になります。
public partial class Form1 : Form
{
Random rand = new Random();
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
double value = rand.NextDouble();
var fraction = getFraction(value);
var numerator = fraction.Key;
var denominator = fraction.Value;
System.Console.WriteLine(string.Format("Value {0:0.0000} approximated by {1}/{2} = {3:0.0000}", value, numerator, denominator, (double)numerator / denominator));
}
/*
Output:
Value 0,4691 approximated by 8/17 = 0,4706
Value 0,0740 approximated by 1/14 = 0,0714
Value 0,7690 approximated by 3/4 = 0,7500
Value 0,7450 approximated by 3/4 = 0,7500
Value 0,3748 approximated by 3/8 = 0,3750
Value 0,7324 approximated by 3/4 = 0,7500
Value 0,5975 approximated by 3/5 = 0,6000
Value 0,7544 approximated by 3/4 = 0,7500
Value 0,7212 approximated by 5/7 = 0,7143
Value 0,0469 approximated by 1/21 = 0,0476
Value 0,2755 approximated by 2/7 = 0,2857
Value 0,8763 approximated by 7/8 = 0,8750
Value 0,8255 approximated by 5/6 = 0,8333
Value 0,6170 approximated by 3/5 = 0,6000
Value 0,3692 approximated by 3/8 = 0,3750
Value 0,8057 approximated by 4/5 = 0,8000
Value 0,3928 approximated by 2/5 = 0,4000
Value 0,0235 approximated by 1/43 = 0,0233
Value 0,8528 approximated by 6/7 = 0,8571
Value 0,4536 approximated by 5/11 = 0,4545
*/
}
private KeyValuePair<int, int> getFraction(double value, double tolerance = 0.02)
{
double f0 = 1 / value;
double f1 = 1 / (f0 - Math.Truncate(f0));
int a_t = (int)Math.Truncate(f0);
int a_r = (int)Math.Round(f0);
int b_t = (int)Math.Truncate(f1);
int b_r = (int) Math.Round(f1);
int c = (int)Math.Round(1 / (f1 - Math.Truncate(f1)));
if (Math.Abs(1.0 / a_r - value) <= tolerance)
return new KeyValuePair<int, int>(1, a_r);
else if (Math.Abs(b_r / (a_t * b_r + 1.0) - value) <= tolerance)
return new KeyValuePair<int, int>(b_r, a_t * b_r + 1);
else
return new KeyValuePair<int, int>(c * b_t + 1, c * a_t * b_t + a_t + c);
}
}