C++面向对象之编写Rational类实现有理数的基本操作
实验要求
编写一个表示有理数的类Rational。（有理数就是分数，包含分子与分母，均为整数）。要求：
-
- 定义一个命名空间Numeric，在该空间中定义类Rational;
- 编写默认构造函数，构造一个有理数0;
- 编写带参数列表的构造函数Rational (int, int )，要求使用初始化列表；
- 编写复制构造函数；
- 编写赋值操作=；
- 编写四个友元函数add、sub、mul、div，对两个Rational对象表示的有理数分别进行相加、相减、相乘、相除运算；（例：Rational x(1,2),y(1,3);分别表示有理数
，则Rational z = add(x,y);之后，z表示
） - 重载上述四个函数，实现有理数与整数的相加、相减、相乘、相除运算；（例：Rational x(1,2);表示有理数12 ，则Rational z = add(x,1)，之后，z表示
） - 编写成员函数getValue()，返回用浮点数表示的有理数，要求写成常函数。（例：Rational x(1,2);表示有理数12 ，则x.getValue()返回0.5）
- 编写友元函数lessThan，比较两个有理数的大小，返回bool类型。（例：Rational x(1,2),y(1,3);则bool b = lessThan(x,y);之后b为false）
- 编写main函数，使用using namespace Numeric;来访问Numeric::Rational类。编写代码测试Rational类。
- 在main函数中，随机生成10个有理数，形成一个有理数数组，并利用lessThan函数以及任意一种排序算法，对这10个有理数进行从小到大排序，输出排序结果。
注：1）上述友元函数都定义在Rational空间；
2）随机数通过std::rand()函数生成，可以调用std::srand(time(0)); 来设置随机数种子。
代码
主函数的实现
//main.cpp
#include
#include "Rational.h"
using namespace std;
using namespace Numeric;
#include
#include
#include
int main()
{
FourOpera FourOpera;
lessThan lessThan;
//调试代码
Rational x(8, 6);
Rational y(16, 6);
Rational z = FourOpera.add(x, y);
z.ReducFac();
cout << "测试结果为:" << endl;
cout << z.getmole() <<" "<< z.getdenom() << " " << z.getValue() << endl;
//数组
srand((unsigned)time(0));
Rational ra[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ra[i] = Rational(rand(), rand());
ra[i].ReducFac();
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
for (int j = i; j < 10; j++) {
if (lessThan.CompSize(ra[i], ra[j]) == true) {
Rational ce;
ce = ra[i];
ra[i] = ra[j];
ra[j] = ce;
}
}
}
cout << "输出结果为:" << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
cout << ra[i].getValue() << endl;
}
} Rational头文件，这里写的不规范，将函数声明和操作都放在头文件里面了，仅供参考
//Rational.h
#ifndef _RATIONAL_
#define _RATIONAL_
#include
namespace Numeric {
class Rational {
private:
int mole, denom;//分子分母
friend class FourOpera;
friend class lessThan;
public:
Rational():mole(1),denom(1){}
Rational(int _mole, int _denom) {
mole = _mole;
denom = _denom;
}
Rational(const Rational& Ra) {
if (this != &Ra) {
this->mole = Ra.mole;
this->denom = Ra.denom;
}
}
Rational& operator=(const Rational& Ra) {
if (this != &Ra) {
this->mole = Ra.mole;
this->denom = Ra.denom;
}
return *this;
}
int getmole() { return mole; }
int getdenom() { return denom; }
double getValue() { return float(this->mole) / float(this->denom); }
//转化最简
int min(int x, int y) {
if (x > y)return y;
else return x;
}
void ReducFac() {
int index = min(abs(mole), abs(denom));
for (int i = 1; i <= index; i++) {
if (abs(mole) % i == 0 && abs(denom) % i == 0) {
mole = mole / i;
denom = denom / i;
}
}
}
};
class FourOpera {
private:
public:
Rational add(const Rational x,const Rational y) {
Rational Aftadd;
if (x.denom == 0 || y.denom == 0)exit(OVERFLOW);
Aftadd.denom = x.denom * y.denom;
Aftadd.mole = x.mole * y.denom + y.mole * x.denom;
return Aftadd;
}
Rational sub(const Rational x, const Rational y) {
Rational Aftsub;
if (x.denom == 0 || y.denom == 0)exit(OVERFLOW);
Aftsub.denom = x.denom * y.denom;
Aftsub.mole = x.mole * y.denom - y.mole * x.denom;
return Aftsub;
}
Rational mul(const Rational x, const Rational y) {
Rational Aftmul;
if (x.denom == 0 || y.denom == 0)exit(OVERFLOW);
Aftmul.denom = x.denom * y.mole;
Aftmul.mole = x.mole * y.denom;
return Aftmul;
}
Rational div(const Rational x, const Rational y) {
Rational Aftdiv;
if (x.denom == 0 || y.denom == 0)exit(OVERFLOW);
Aftdiv.denom = x.denom * y.denom;
Aftdiv.mole = x.mole * y.mole;
return Aftdiv;
}
Rational add(const Rational x, const int in) {
Rational Aftadd;
Rational y;
if (x.denom == 0)exit(OVERFLOW);
y.denom = 1; y.mole = in;
Aftadd.denom = x.denom * y.denom;
Aftadd.mole = x.mole * y.denom + y.mole * x.denom;
return Aftadd;
}
Rational sub(const Rational x, const int in) {
Rational Aftsub;
Rational y;
if (x.denom == 0)exit(OVERFLOW);
y.denom = 1; y.mole = in;
Aftsub.denom = x.denom * y.denom;
Aftsub.mole = x.mole * y.denom - y.mole * x.denom;
return Aftsub;
}
Rational mul(const Rational x, const int in) {
Rational Aftmul;
Rational y;
if (x.denom == 0)exit(OVERFLOW);
y.denom = 1; y.mole = in;
Aftmul.denom = x.denom * y.mole;
Aftmul.mole = x.mole * y.denom;
return Aftmul;
}
Rational div(const Rational x, const int in) {
Rational Aftdiv;
Rational y;
if (x.denom == 0)exit(OVERFLOW);
y.denom = 1; y.mole = in;
Aftdiv.denom = x.denom * y.denom;
Aftdiv.mole = x.mole * y.mole;
return Aftdiv;
}
};
class lessThan {
public:
bool CompSize(const Rational x, const Rational y) {
int x_mole = x.mole * y.denom;
int y_mole = y.mole * x.denom;
if (x_mole >= y_mole)return true;
return false;
}
};
}
#endif // !_RATIONAL.H_
输出结果
