C/C++ 类：构造与析构函数 有理数运算实例

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c++实验代码及学习笔记（五）

你好！ 这是一个高程实验课的代码记录及学习笔记。我将记录一些重要的知识点、易错点。但是作为大学生，水平很低，敬请指点教导、优化代码。

1问题

首先我们来看一下问题

这次的问题乍一看有些云里雾里，让人不知所云。我们索性把第二问忽略，只看第一问。设计一个有理数类，表示成分数，进行两个有理数的加减乘除运算。
首先，我们知道，一切有理数都能表示成分数，那么我们要设计的类，就要具有分数的特性：数据成员是分子和分母，成员函数是分数的表示、运算如化简、四则运算等等。这个类可以创造各种各样的分数对象。
其次这个问题中我们不可避免用到构造函数（析构主要是下一问）我们会对构造函数稍作讲解。

2思路

类的设计

类：Class Rational
成员数据：私有

• 分子 _num
• 分母 _den

成员函数：公开

• 默认构造函数：初始化分数
• 设定分数值（带参无返回）
• 输出成x/y的分数形式（无返回）
• 化简分数（无返回）
• 加减乘除四则运算（有理数类型 带参有返回）

构造函数与析构函数

参考文章：C++默认构造函数与构造函数

构造函数：C++用于构建类的新对象时需要调用的函数，该函数无返回类型！（注意：是“无”！ 不是空！(void)）。
默认构造函数：未提供显式初始值时，用来创建对象的构造函数。

C++语言特性，系统在创建类的新对象的时候会自动调用构造函数。而析构函数呢，就是这个对象被销毁的时候自动调用析构函数。一个伴随生，一个伴随灭。
那么我们就可以用构造函数和析构函数搞事情，非常方便。比如析构函数可以用来回收内存，构造函数可以用来初始化对象。
就算你不特意写构造函数呢，系统也会自己悄悄写个默认构造函数就不给你显示出来。毕竟生来就有。
然后当你要写构造函数的时候呢，除非自己写个默认构造函数，必须在你的构造函数前面加上一个默认构造函数，不然报错。这就是傲娇吧(`へ´*)ノ
那么默认特殊在哪里呢？我们又该怎么写构造函数呢？

class testClass
{
public:
    testClass();                   	 /* 默认构造函数 */
    testClass(int a, char b);        /* 构造函数 */
    testClass(int a=10,char b='c');    /* 默认构造函数 */
    ~textClass();					 /*析构函数*/

private:
    int  m_a;
    char m_b;
};

如果程序猿没有定义任何构造函数，则编译器会自动定义默认构造函数，其形式如 testClass() {}
定义默认构造函数有两种方式，如上述代码展示的，一是定义一个无参的构造函数，二是定义所有参数都有默认值的构造函数 ；
一个类必须有且只能有一个默认构造函数！

析构函数无参无返回值

3题目详解

参考代码：百度知道：c++定义一个有理数类……
C++实现有理数类加减乘除
设计类：

#include
using namespace std;

class Rational
{
private:
	int num, den;//分子，分母
public:
	Rational(int num = 0,int den = 1)//初始分子分母 默认构造函数
	{}
	
	void Set(int x, int y)//设定分子分母
	{	
		num = x;
		den = y;
	}

	void print()//输出x/y
	{
		if (num == 0 || den == 0) {	}
		else {
			cout << num << "/" << den << endl;
		}
	}

	void simple()//化简：使用辗转相除法化简分数
	{
		int temp;
		int x = num, y = den;
		while (temp = x % y)//辗转相除法
		{
			x = y;
			y = temp;
		}
		den /= y;
		num /= y;
		if (den < 0) {
			den = -den;
			num = -num;
		}
	}
...
}

int main()
{
	Rational r1;
	...
	return 0;
}

这是基本的构架，四则运算需要注意的是，我们要返回的结果也是有理数，所以用【有理数】这个函数类型，传入两个要运算的有理数的地址
加：分子=第一个分子乘第二个分母+第二个分子乘第一个分母
分母=第一个分母乘第二个分母
减、乘、除同理
需注意除不能让第二个分数=0

public:
	Rational plus(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.den + r2.num*r1.den;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational sub(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.den - r2.num*r1.den;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational mult(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.num;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational div(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		if (r2.num == 0 || r2.den == 0)
		{
			cout << "分母不得为0" << endl;
		}
		else {
			r.num = r1.num*r2.den;
			r.den = r2.num*r1.den;
		}
		r.simple();
		return r;
	}

4代码实现

#include
using namespace std;

int objCount = 0;

class Rational
{
private:
	int num, den;//分子，分母
public:
	Rational(int num = 0,int den = 1)//初始分子分母 默认构造函数
	{
		cout << "Count" << endl;
		objCount += 1;
	}
	
	~Rational()
	{
		cout << "Discount" << endl;
		objCount -= 1;
	}


	void Set(int x, int y)//设定分子分母
	{	
		num = x;
		den = y;
	}

	void print()//输出x/y
	{
		if (num == 0 || den == 0) {

		}
		else {
			cout << num << "/" << den << endl;
		}
		
	}

	double ToDec()//转换成小数
	{
		double dec = num / den;
		return dec;
	}

	void simple()//化简
	{
		int temp;
		int x = num, y = den;
		while (temp = x % y)//辗转相除法
		{
			x = y;
			y = temp;
		}
		den /= y;
		num /= y;
		if (den < 0) {
			den = -den;
			num = -num;
		}
	}

public:
	Rational plus(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.den + r2.num*r1.den;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational sub(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.den - r2.num*r1.den;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational mult(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		r.num = r1.num*r2.num;
		r.den = r1.den*r2.den;
		r.simple();
		return r;
	}

	Rational div(const Rational &r1, const Rational &r2)
	{
		Rational r;
		if (r2.num == 0 || r2.den == 0)
		{
			cout << "分母不得为0" << endl;
		}
		else {
			r.num = r1.num*r2.den;
			r.den = r2.num*r1.den;
		}
		r.simple();
		return r;
	}
};

int main()
{
	Rational r1, r2;
	Rational r;
	int num1, den1, num2, den2;

	cout << "请设定分子分母" << endl;
	cin >> num1 >> den1;
	r1.Set(num1, den1);
	r1.print();

	cout << "请设定分子分母" << endl;
	cin >> num2 >> den2;
	r2.Set(num2, den2);
	r2.print();


	r = r.plus(r1, r2);
	r.print();

	r = r.sub(r1, r2);
	r.print();

	r = r.mult(r1, r2);
	r.print();

	r = r.div(r1, r2);
	r.print();


	getchar();
	getchar();
	return 0;
}

5最终效果

（在构造和析构函数下我写了输出语句，每创建一个新对象输出count，每销毁一个输出discount）
今天的讲解到此结束，如有问题及时交流，感谢阅读，下台鞠躬！