/**
 * Класс для работы с дробями
 * С перегруженными операторами + - * /
 */

// Файл Fraction.hpp
#pragma once
#include <string>
#include <cassert>
#include <iostream>

using std::string;
using std::ostream;

// Наибольший общий делитель
// (англ.) greatest common divisor
int get_gcd(int a, int b);

// Наименьшее общее кратное
// (англ.) least common multiple
int get_lcm(int a, int b);


class Fraction {
private:
    // Числитель
    int _numerator;

    // Знаменатель
    int _denominator;

    // Функция нужна для сокращения дроби
    void reduce();

public:
    // Конструктор принимает значения числителя и знаменателя
    Fraction(int numerator, int denominator);

    // Возвращаем дробь в виде строки
    string toString() const;

    // Геттеры
    int getNumerator() const;
    int getDenominator() const;

    // Перегружаем операторы основных операций
    Fraction operator+(const Fraction &fraction) const;
    Fraction operator-(const Fraction &fraction) const;
    Fraction operator*(const Fraction &fraction) const;
    Fraction operator/(const Fraction &fraction) const;
};

// Перегружаем оператор вывода
ostream& operator << (ostream& ofstream, const Fraction &fraction);



// Файл Fraction.cpp
#pragma once
#include "Fraction.hpp"


int get_gcd(int a, int b) {
    while (b > 0) {
        int c = a % b;
        a = b;
        b = c;
    }
    return a;
}

int get_lcm(int a, int b) {
    return get_gcd(a, b) * a * b;
}


Fraction::Fraction(int numerator = 1, int denominator = 1)
    : _numerator(numerator), _denominator(denominator) {
    // Выбрасываем исключение, если знаменатель равен нулю
    assert(denominator != 0 && "Error: denominator can't be 0");
}


void Fraction::reduce() {
    // Находим НОД
    int gcd = get_gcd(abs(_numerator), _denominator);
    if (gcd != 1) {
        _numerator = _numerator / gcd;
        _denominator = _denominator / gcd;
    }
}

string Fraction::toString() const {
    string fraction = std::to_string(_numerator);
    if (_denominator != 1) {
        fraction.append("/");
        fraction.append(std::to_string(_denominator));
    }
    return fraction;
}

Fraction Fraction::operator*(const Fraction &fraction) const {
    // Получаем числитель и знаменатель новой дроби
    int numerator   = _numerator   * fraction.getNumerator();
    int denominator = _denominator * fraction.getDenominator();

    // Создаем новый класс дроби
    Fraction newFraction(numerator, denominator);
    newFraction.reduce();
    return newFraction;
}

Fraction Fraction::operator/(const Fraction &fraction) const {
    // Получаем числитель и знаменатель новой дроби
    int numerator = _numerator * fraction.getDenominator();
    int denominator = _denominator * fraction.getNumerator();

    // Создаем новый класс дроби
    Fraction newFraction(numerator, denominator);
    newFraction.reduce();
    return newFraction;
}

// Ищем НОК для знаменателей. Умножаем оба числителя на него
Fraction Fraction::operator-(const Fraction &fraction) const {
    int numerator = _numerator * fraction.getDenominator() - fraction.getNumerator() * _denominator;
    int denominator = get_lcm(_denominator, fraction.getDenominator());

    // Создаем новый класс дроби
    Fraction newFraction(numerator, denominator);
    newFraction.reduce();
    return newFraction;
}

Fraction Fraction::operator+(const Fraction &fraction) const {
    int numerator = _numerator * fraction.getDenominator() + fraction.getNumerator() * _denominator;
    int denominator = get_lcm(_denominator, fraction.getDenominator());

    // Создаем новый класс дроби
    Fraction newFraction(numerator, denominator);
    newFraction.reduce();
    return newFraction;
}

int Fraction::getNumerator() const {
    return _numerator;
}

int Fraction::getDenominator() const {
    return _denominator;
}

ostream& operator << (ostream& ofstream, const Fraction &fraction) {
    ofstream << fraction.toString();
    return ofstream;
}



/**
 * Пример использования:
 * int main() {
 *     Fraction first(-5, 3);
 *     Fraction second(4, 10);
 *     
 *     Fraction result = first / second;
 *     cout << result << endl;
 *     return 0;
 * }
 */