【题目】C++中提供了多种基本的数据类型。实际上,这些远不能满足我们的需求,如复数(第10章的例子大多是处理虚数的),再如分数。本任务将设计一个简单的分数类,完成对分数的几个运算。一则巩固基于对象编程的方法,二则也为第10章做运算符重载等积累些感性认识。
任务要求:完成下面类的设计,并在main()函数中自行定义对象,调用各成员函数,完成基本的测试。
classCFraction
{
private:
int nume; // 分子
int deno; // 分母
public:
CFraction(int nu=0,int de=1); //构造函数,初始化用
void Set(int nu=0,int de=1); //置值,改变值时用
void input(); //按照"nu/de"的格式,如"5/2"的形式输入
void Simplify(); //化简(使分子分母没有公因子)
void amplify(int n); //放大n倍,如2/3放大5倍为10/3
void output(int style=0); //输出:以8/6为例,style为0时,输出8/6;
//style为1时,输出4/3;
//style为2时,输出1(1/3),表示一又三分之一;
//不给出参数和非1、2,认为是方式0
};
【解答过程】请看视频,解答结果可以看拓展1的内容,其中仅有的不同是output参数类型不同。
【拓展1(选做)】:上面output(int style=0)中的输出方式style的类型最适合使用自定义的枚举类(见第7章)了,试着改造一下。
本任务直接讲解引入自定义的枚举类型表示输出方式,体会枚举类型的用处。
需要做的工作有两个方面:
(1)定义枚举类型
enum OutStyle{original, simplified, mixed, approximate};//此处比原题目中多了一种方式:输出近似值(2)output类成员函数的声明中,形式参数使用自定义的枚举类型OutStyle
//输出分数:以8/6为例
//style为original时,原样输出:8/6;
//style为simplified时,输出化简的形式:4/3;
//style为mixed时,用带分数形式输出:1(1/3),表示一又三分之一;
//style为approximate时,输出用实数表示的似近值:1.33333
//不给出参数时,默认方式为original
void output(OutStyle style=original);
【参考解答】
#include<iostream>#include<Cmath>using namespace std;enum OutStyle{original, simplified, mixed, approximate};int gcd(int m, int n);class CFraction{private: int nume; // 分子 int deno; // 分母public: CFraction(int nu=0,int de=1); //构造函数,初始化用 void set(int nu=0,int de=1); //置值,改变值时用 void input(); //按照"nu/de"的格式,如"5/2"的形式输入 void simplify(); //化简(使分子分母没有公因子) void amplify(int n); //放大n倍,如/3放大倍为/3 void output(OutStyle style=original); };CFraction::CFraction(int nu,int de) //构造函数,初始化用{ if (de!=0) { nume=nu; deno=de; } else { cerr<<"初始化中发生错误,程序退出\n"; system("pause"); exit(0); }}void CFraction::set(int nu,int de) //置值,改变值时用{ if (de!=0) //如果不合适,改变值操作无效 { nume=nu; deno=de; }}void CFraction::input() //按照"nu/de"的格式,如"5/2"的形式输入{ int nu,de; char c; while(1) { cout<<"输入分数(m/n): "; cin>>nu>>c>>de; if(c!='/') cout<<"输入格式错误!\n "; else if (de==0) cout<<"分母不能为零!\n "; else break; } nume=nu; deno=de;}// 分数化简,使分子分母没有公因子void CFraction::simplify(){ int n=gcd(deno, nume); deno/=n; // 化简 nume/=n;}// 求m,n的最大公约数int gcd(int m, int n){ int r; if (m<n){r=m;m=n;n=r;} while(r=m%n) // 求m,n的最大公约数 { m=n; n=r; } return n;}void CFraction::amplify(int n) //放大n倍,如/3放大倍为/3{ nume*=n;}//输出分数:以8/6为例//style为original时,原样输出:8/6;//style为simplified时,输出化简的形式:8/3;//style为mixed时,用带分数形式输出:1(1/3),表示一又三分之一;//style为approximate时,输出用实数表示的似近值:1.33333//不给出参数时,默认方式为originalvoid CFraction::output(OutStyle style){ int n,nu,de; switch(style) { case original: cout<<"原样:" <<nume<<'/'<<deno<<endl; break; case simplified: n=gcd(deno, nume); cout<<"化简形式: "<<nume/n<<'/'<<deno/n<<endl; //输出化简形式,并不是要化简 break; case mixed: n=gcd(deno, nume); nu=nume/n; de=deno/n; cout<<"带分数形式:" <<nu/de<<'('<<nu%de<<'/'<<de<<')'<<endl; break; case approximate: cout<<"近似值:" <<nume/double(deno)<<endl; break; default: cout<<"默认原样:" <<nume<<'/'<<deno<<endl; }}int main(){ CFraction c1,c2(8,6); cout<<"关于c1: "<<endl; c1.output(original); cout<<"改变c1: "<<endl; c1.set(2,7); c1.output(); cout<<"输入c1: "<<endl; c1.input(); c1.output(original); cout<<"关于c2: "<<endl; c2.output(original); c2.output(simplified); c2.output(mixed); c2.output(approximate); cout<<"将c2化简: "<<endl; c2.simplify(); c2.output(original); cout<<"将c2放大倍: "<<endl; c2.amplify(5); c2.output(original); c2.output(mixed); system("pause"); return 0;}
任务2拓展2(思考):这个思考题吊一下大家的胃口:设定义了两个分数类的对象,如CFraction c1, c2。如果定义了int i,我们能用cin>>i;在键盘上输入i的值,是否期望用cin>>c1>>c2;输入分数呢?同理,用cout<<c1<<c2;进行输出,可以吗?进一步,用c1+c2得到新的一个分数,用c1/c2实现两个分数的除法,以及其他加、减、比较、求倒数等也是理所当然的。实际上,要自定义分数类,这些直观的基本运算应该要实现,这叫运算符的重载。本任务中用amplify()给出了“放大”运算的一种实现方案,更多内容值得期待地。
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