C++第5周(春)项目2 分数类的雏形

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【项目2-分数类的雏形】

　　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。我们可以自定义类支持这些数据类型。

　　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。

　　分数类的声明为：

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，原样输出8/6；
                                //style为1时，输出化简后形式4/3；
                                //style为2时，输出1(1/3)形式，表示一又三分之一；
                                //style为3时，用小数形式输出，如1.3333；
                                //默认方式0
};

　　项目要求：完成分数类的设计，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。

　　实践策略：（1）不建议一次实现所有成员函数后再调试，而是实现一个，测试一个；（2）本项目的实现及测试顺序可以是：先构造函数和输出output函数（可以先只实现一种输出方式），再set函数，再input函数，等等。

　　以后我们将能够：（1）定义了int i,j，能用cin>>i>>j;在键盘上输入i和j的值。以后，定义了CFraction c1, c2，可以用cin>>c1>>c2;输入分数，用cout<<c1<<c2;输出分数。（2）i+j完成两个整型数的相加，我们可以通过自行定义成员函数，用c1+c2、c1/c2、c1>c2等，实现分数的四则运算、比较、求倒数等。

　　
【参考解答】

　　按照测试策略，可以只实现类中的和输出函数output（output可以暂时只实现0方式），然后编写main函数对它们进行测试，而不是一下子将完整的程序写出来，再测试。

　　下面是“最初始”的解答：

#include<iostream>
#include<Cmath>
#include<cstdlib>
using namespace std;
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 output(int style=0);
};

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";
        exit(0);
    }
}

//输出分数：以8/6为例
//style为0时，原样输出8/6；
//style为1时，输出化简后形式4/3；
//style为2时，输出1(1/3)形式，表示一又三分之一；
//style为3时，用小数形式输出，如1.3333；
void CFraction::output(int style)
{
    switch(style)
    {
    case 0:
        cout<<"原样:" <<nume<<'/'<<deno<<endl;
        break;
    case 1:
        break;//其他情况再考虑
    }
}

int main()
{
    CFraction c1,c2(8,6),c3(3);
    c1.output(0);
    c2.output(0);
    c3.output(0);
    return 0;
}

　　提供我写出的最终参考解答。一点一点加，随即进行测试。我给出类的完整设计，并没有给出对main函数的完全测试，这个测试，可以在逐步实现中完成。

#include<iostream>
#include<Cmath>
#include<cstdlib>
using namespace std;
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2/3放大5倍为10/3
    void output(int style=0);
};

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";
        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) //这个函数可以定义为类的成员函数，也可以为一般函数
{
    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2/3放大5倍为10/3
{
    nume*=n;
}
//输出分数：以/6为例
//style为0时，原样输出8/6；
//style为1时，输出化简后形式4/3；
//style为2时，输出1(1/3)形式，表示一又三分之一；
//style为3时，用小数形式输出，如1.3333；
void CFraction::output(int style)
{
    int n;
    switch(style)
    {
    case 0:
        cout<<"原样:" <<nume<<'/'<<deno<<endl;
        break;
    case 1:
        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 2:
        cout<<"带分数形式:" <<nume/deno<<'('<<nume%deno<<'/'<<deno<<')'<<endl;
        break;
    case 3:
        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(0);

    cout<<"改变c1: "<<endl;   //测试set函数
    c1.set(2,7);
    c1.output();

    cout<<"输入c1: "<<endl;//测试input函数
    c1.input();
    c1.output(0);

    cout<<"关于c2: "<<endl;//测试output函数
    c2.output(0);
    c2.output(1);
    c2.output(3);
    c2.output(3);
    c2.output();

    cout<<"将c2化简: "<<endl;//测试simplify函数
    c2.simplify();
    c2.output(0);

    cout<<"将c2放大倍: "<<endl;//测试amplify函数
    c2.amplify(5);
    c2.output(0);
    c2.output(1);

    return 0;
}

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