综合性实验_1(第14周小课时交)

综合性实验_1：分数类的创建与应用

实验类型：综合性实验

实验学时：2学时

涉及的知识点：类的定义、对象的建立与使用、构造函数、类的友元与运算符重载、输入输出流等

1、实验目的

综合应用类与对象、类的友元与运算符重载、输入输出流等知识，创建分数类，重载常用的运算符，进行输入输出、四则运算和比较大小操作。

分数是我们小学学习的内容，在计算机中如果用浮点数来表示，则可能存在误差，为此，可以定义一个分数类来精确表示。要求定义的分数类Fraction能方便进行输入输出，准确地进行四则运算(+、-、*、/)和关系运算(==、!=、>=、<、<=、>)。实验目的如下：

(1)掌握类的定义方法，包括类的成员声明、构造函数、条件编译指令的使用、类的声明与实现分离的方法等；

(2)掌握使用成员函数、友元函数两种方法重载四则运算符、关系运算符和插入运算符(<<)及提取运算符(>>)；

(3)掌握对象的创建，并能调用成员函数实现对应功能。

2、实验内容

先定义分数类Fraction，并重载了四则运算符、关系运算符和插入、提取运算符；再在main()函数定义一些对象进行相关运算，加以验证，从而认识“分数类”优势，学会根据实际需要定义数据类型，提高学习面向对象编程技术的自觉性。

3、实验器材设备

安装了WindowsXP(或其他版本的Windows操作系统)和VS2010（或以上版本的Visusl Studio版本）的PC机一台。

4．实验要求

根据给出的实验指导书完成程序部分代码的填写、调试工作。掌握实验指导书中程序的结构，理解其中的关键代码，回答相关问题。

运行效果图：

5、实验步骤

(1)新建一个项目：VC++/win32 控制台程序，创建一个C++项目；

(2)分别创建一个头文件fraction.h和两个C++源文件fraction.cpp、main.cpp，再将对应内容拷贝到相应文件中：

//fraction.h内容

#include

using namespace std;

#ifndef __FRACTION_H__

#define __FRACTION_H__

class Fraction //分数类

{

private:

intnum; //分子

int den; //分母

void standardize(); //标准化分数(即保证分母为正,分子可正可负)

intgcd(int m, int n); //得到m、n的最大公约数

public:

代码行1 ;//带2个参数的构造函数，分别给分子、分母赋值，默认值分别为0、1

void simplify(); //分数化简

void print();

//用成员函数重载+、-、*、/ 四则运算符的声明

Fraction operator +(Fraction & f);

/*

代码段1

*/

//用友元函数重载==、>=、<=、!、<、>关系运算符的声明friend int operator ==(Fraction & f1,Fraction & f2);

friend int operator !=(Fraction & f1,Fraction & f2);

/*

代码段2

*/

//重载<<、>>运算符

代码行2；

代码行3；

};

#endif

//fraction.cpp内容

#include

#include

#include "fraction.h"

using namespace std;

//成员函数的类外定义

Fraction::Fraction(intn,int d)

{

num=n;

den=d;

if (d==0)

{

cout<<"分母不能为"<

exit(1);

}

standardize(); //先标准化

simplify(); //再化简

}

void Fraction::print()//输出分数

{

if (num==0 || den==1)

cout<

else

cout<

}

void Fraction::standardize()//标准化,确保分母为正,分子可正可负{

if (den<0) //分子、分母同乘于-1

{

num=-num;

den=-den;

}

}

int Fraction::gcd(int m, int n) //辗转相除法求最大公约数

{

m=(m>=0 ? m:-m); //取正数

n=(n>=0 ? n:-n); //取正数

int r=m % n;

/*

代码段3

*/

}

void Fraction::simplify() //分数化简

{

int r=代码行4;

num=num/r;

den=den/r;

}

Fraction Fraction::operator +(Fraction & f)

{

intn,d;

//公式：num/den + f.num/f.den =（num*f.den+den*f.num）/（den*f.den）/*

代码段4

*/

}

Fraction Fraction::operator -(Fraction & f)

{

intn,d;

//公式：num/den - f.num/f.den =（num*f.den-den*f.num）/（den*f.den）/*

代码段5

*/

}

Fraction Fraction::operator *(Fraction & f)

{

intn,d;

//公式：num/den * f.num/f.den =（num*f.num）/（den*f.den）

n=num*f.num;

d=den*f.den;

return Fraction(n,d);

}

Fraction Fraction::operator /(Fraction & f)

{

if (f.num==0)

{

cout<<"除数不能为0"<

exit(1);

}

intn,d;

//公式：(num/den) * (f.num/f.den) =（num*f.den）/（den*f.num）/*

代码段6

*/

return Fraction(n,d);

}

//友元函数的定义

int operator ==(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

Fraction temp;

temp=f1-f2;

if (temp.num==0)

return 1;

else

return 0;

}

int operator !=(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

return代码行5;

}

//可能有多行代码

int operator >=(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

Fraction temp;

temp=f1-f2;

/*

代码段7

*/

}

int operator <=(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

Fraction temp;

temp=f1-f2;

if (temp.num<=0)

return 1;

else

return 0;

}

int operator <(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

return !(f1>=f2);

}

int operator >(Fraction & f1,Fraction & f2)

{

return !(f1<=f2);

}

ostream& operator<<( ostream&os,const Fraction & f) {

if (f.num==0 || f.den==1)

cout<

else

代码行6; //以"a/b"的形式输出

return代码行7;

}

istream& operator>>( istream& is, Fraction & f)

{

string s;

is >> s; //将"a/b"作为字符串读入, "a/b" 中间不能有空格

intpos = s.find("/",0);

string sTmp =代码行8; //分离出代表实部的字符串

f.num= atoi(sTmp.c_str());//atoi库函数能将const char*指针指向的内容转换成int sTmp = s.substr(pos+1, s.length()-pos-1); //分离出代表虚部的字符串

f.den = atoi(代码行9);

return is;

}

//main.cpp内容

#include

代码行10//包含头文件fraction.h

using namespace std;

int main()

{

代码行11;//定义分数类对象f1、f2

cout<<"请以x/y形式分别输入两个分数:"<

cout<<"f1: ";

代码行12;//输入f1

cout<<"f2: ";

cin>>f2;

cout<

//分数进行四则运算

cout<

cout<<"f1 <= f2 ? 结果: "<<(f1<=f2)<

cout<<" f1 > f2 ? 结果: "<<(f1>f2)<

cout<

return 0;

}

阅读程序代码，回答相关问题：

①为什么在fraction.h中要使用#ifndef __FRACTION_H_...#define __FRACTION_H__...#endif条件编译指令？

②类的成员函数在类外定义时应如何书写？

③类的构造函数、析构函数各有什么作用？书写时有什么不同？

④运算符重载有哪两种方法？它们有什么不同？

⑤互为相反式的关系运算符，在重载时如何书写最为简便？

⑥重载<<、>>运算符时有什么需要注意的地方？

(3)调试、运行程序.

6、考核形式

根据实验报告质量，给予综合评分。

7、实验报告要求

实验报告除必备的实验目的、实验要求等要素外，应包含以下内容：

(1)说明程序测试的过程和结果；

(2)说明程序的运行流程；

(3)填写9处代码段、12行代码内容；

(4)写出6个问题的答案；

(5)所有的思考题答案。

8、思考题

(1)类的声明与实现分离有什么优点？

(2)类的对象存储内容是什么？怎样得到对象存储空间的大小？

(3)为什么要重载运算符？它有什么特点？

(4)Fraction对象的运算是否准确？

(5)系统定义的int类型范围不大，若要定义长度为100位的整数，该从哪些方面考虑？