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C++实现分数类

2023-07-05 06:29:54 深夜i -- --

C++ 分数类实现

C++作为一种面向对象编程语言，具备丰富的数据类型和类的特性，可以方便地实现数学中常用的分数类，使程序员可以在编写代码时更加高效地应用分数。下面我们就来看看如何使用C++实现分数类。

分数类的设计需要考虑分子和分母两个属性，我们可以用两个整型变量来表示。同时，我们还需要考虑化简分数的方法，所以在类中添加一个成员函数用于求出分数的最大公约数，然后将分子和分母都除以最大公约数得到最简分数形式。代码如下：


class Fraction {
public:
  Fraction(int n = 0, int d = 1) : num(n), den(d) { reduce(); }
  int numerator() const return num;
  int denominator() const return den;
  double toDouble() const { return double(num) / double(den); }
  void reduce() {
    int gcd = __gcd(num, den);
    num /= gcd;
    den /= gcd;
  }
private:
  int num, den;
};

在代码中，我们使用了__gcd函数求最大公约数。这个函数在C++11中是标准库函数，可以直接调用。如果您的编译器不支持C++11，可以使用自己实现的gcd函数来代替。

此外，我们还实现了一个将分数转换成浮点数的函数，方便程序员在需要进行浮点数计算时使用，例如比较大小等。

使用分数类时，我们可以直接创建一个Fraction对象并设置分子和分母。例如：


Fraction f1(3, 4);
Fraction f2(1, 2);

我们也可以直接使用默认构造函数创建一个值为0的分数对象：


Fraction f;

要获取分数的分子和分母，可以使用numerator和denominator函数：


std::cout << f1.numerator() << "/" << f1.denominator() << std::endl;

需要将分数转换成浮点数时，可以调用toDouble函数：


std::cout << f1.toDouble() << std::endl;

需要对分数进行加、减、乘、除等运算时，可以重载运算符来实现。例如，以下代码实现了加法：


Fraction operator+(const Fraction& lhs, const Fraction& rhs) {
  int n = lhs.numerator() * rhs.denominator() + rhs.numerator() * lhs.denominator();
  int d = lhs.denominator() * rhs.denominator();
  return Fraction(n, d);
}

在对运算符进行重载时，我们需要注意类成员的类型和返回值的类型，以及对于特殊情况的处理。

总之，使用C++实现分数类是非常简单的。我们只需要定义一个包含分子和分母等成员变量的类，并添加一些常用的函数即可。通过上述代码的介绍，希望能为您提供关于如何实现分数类的一些帮助。

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