/**
 * Repraesentiert einen Bruch mit Integer-Werten als Zaehler und Nenner.
 * Invarianten: Der Bruch ist immer gekuerzt. Der Nenner ist immer groesser als 0.
 *
 * @author H. Pflug, ITC, RWTH Aachen
 *
 */
public class Bruch {

  // Attribute
  private int zaehler;
  private int nenner;

  /**
   * Erzeugt einen Bruch mit dem gegebenen Zaehler und Nenner.
   *
   * @param zaehler
   *            der Zaehler des Bruchs
   * @param nenner
   *            der Nenner des Bruchs
   * @throws ArithmeticException
   *             falls der Nenner gleich 0 ist.
   */

  public Bruch(int zaehler, int nenner) {
    if (nenner == 0) {
      throw new ArithmeticException("Nenner gleich 0");
    }
    this.zaehler = zaehler;
    this.nenner = nenner;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Initialisiert den Bruch mit einem String des Formats
   * zaehler/nenner.
   *
   * @param bruch
   *            der String im Format zaehler/nenner.
   * @throws NumberFormatException
   *             falls das Format nicht stimmt.
   * @throws ArithmeticException
   *             falls der Nenner 0 ist.
   */
  public Bruch(String bruch) {
    String[] b = bruch.split("/");
    if (b.length != 2) {
      throw new NumberFormatException("Format muss zaehler/nenner sein");
    }
    this.zaehler = Integer.parseInt(b[0]);
    this.setNenner(Integer.parseInt(b[1]));

  }

  /**
   * Erzeugt eine Kopie (Klon) des uebergebenen Bruchs (Copy-Konstruktor).
   *
   * @param r
   *            der Bruch, der geklont werden soll.
   */
  public Bruch(Bruch r) {
    this.zaehler = r.zaehler;
    this.nenner = r.nenner;
  }

  /**
   * Setzt den Nenner des Bruchs.
   *
   * @param nenner
   *            der Nenner des Bruchs.
   * @throws ArithmeticException
   *             falls der Nenner 0 ist.
   */

  public void setNenner(int nenner) {
    if (nenner != 0) {
      this.nenner = nenner;
      this.normalisiere();
    } else {
      throw new ArithmeticException("Nenner gleich 0");
    }
  }

  /**
   * Gibt den Nenner des Bruchs zurueck.
   *
   * @return der Nenner des Bruchs.
   */
  public int getNenner() {
    return this.nenner;
  }

  /**
   * Setzt den Zaehler des Bruchs.
   *
   * @param zaehler
   *            der Zaehler des Bruchs.
   */
  public void setZaehler(int zaehler) {
    this.zaehler = zaehler;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Gibt den Zaehler des Bruchs zurueck.
   *
   * @return der Zaehler des Bruchs.
   */
  public int getZaehler() {
    return this.zaehler;
  }

  /**
   * Gibt den Wert des Bruchs als double-Wert zurueck.
   *
   * @return der Wert des Bruchs als double-Wert.
   */
  public double getDoubleWert() {
    // Casten in double fuer Fliesskomma-Division
    return this.zaehler / (double) this.nenner;
  }

  /**
   * Multipliziert den Bruch mit dem angegebenen Faktor.
   *
   * @param faktor
   *            der Faktor, mit dem der Bruch multipliziert wird.
   */
  public void mult(int faktor) {
    this.zaehler = this.zaehler * faktor;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Multipliziert den Bruch mit dem uebergebenen Bruch.
   *
   * @param r
   *            der Bruch, mit dem multipliziert werden soll.
   */
  public void mult(Bruch r) {
    this.zaehler = this.zaehler * r.zaehler;
    this.nenner = this.nenner * r.nenner;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Addiert den uebergebenen Bruch.
   *
   * @param b
   *            der zu addierende Bruch
   */
  public void add(Bruch b) {
    this.zaehler = this.zaehler * b.nenner + this.nenner * b.zaehler;
    this.nenner = this.nenner * b.nenner;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Invertiert den Bruch.
   *
   * @throws ArithmeticException
   *             falls der Zaehler 0 war.
   */
  public void inverse() {
    int temp = this.zaehler;
    if (temp == 0) {
      throw new ArithmeticException("Nenner gleich 0");
    }
    this.zaehler = this.nenner;
    this.nenner = temp;
    this.normalisiere();
  }

  /**
   * Gibt die Inverse des Bruchs zurueck.
   *
   * @return die Inverse des Bruchs.
   * @throws ArithmeticException
   *             falls der Zaehler 0 war.
   */
  public Bruch getInverse() {
    Bruch b = new Bruch(this);
    b.inverse();
    return b;
  }

  /**
   * Gibt String in der Form Zaehler/Nenner zurueck.
   */
  @Override
  public String toString() {
    return this.zaehler + "/" + this.nenner;
  }

  /**
   * Gibt zurueck, ob die Zaehler und Nenner zweier Brueche gleich sind.
   */
  @Override
  public boolean equals(Object o) {
    if (o instanceof Bruch) {
      Bruch b = (Bruch) o;
      if (this.zaehler == b.zaehler && this.nenner == b.nenner) {
        return true;
      }
    }
    return false;
  }

  private void normalisiere() {
    if (this.nenner < 0) {
      this.nenner = -this.nenner;
      this.zaehler = -this.zaehler;
    }
    // Bruch kuerzen
    if (this.zaehler == 0) {
      this.nenner = 1;
    } else {
      int a = this.zaehler;
      int b = this.nenner;
      if (a < 0) {
        a = -a;
      }
      // Suchen des groessten gemeinsamen Teilers
      // Euklidischer Algorithmus
      while (b != 0) {
        int h = a % b;
        a = b;
        b = h;
      }
      // a ist jetzt der groesste gemeinsame Teiler
      this.zaehler = this.zaehler / a;
      this.nenner = this.nenner / a;
    } // if (zaehler!=0)
  } // normalisiere

} // Ende der vorgegebenen Klasse `Bruch'