上机二：友元和运算符重载程序设计（2学时）
实验目的：
了解友元函数的概念。
掌握友元函数的定义和使用方法。
了解运算符重载的概念和使用方法。
掌握几种常用的运算符重载的方法。
实验内容
编写一个时间类，实现时间的加、减运算并输出。
上机内容
1．练习友元函数的定义和运算符重载的方法；
2．测试章节例题，设计运算符重载的复数类，实现常用复数运算操作，分别重载为类的成员函数和重载为类的友元函数，并编写一个测试程序进行测试。
（4）编辑头文件。在弹出的 Complex.h 头文件中添加 Complex 类的代码，
完成如下。
步骤 a：声明程序设计所需要包含的头文件：
#include <iostream.h>
步骤 b：根据题目要求：定义复数类：Complex 类：
class Complex
{
……
}；
步骤 c：定义类中成员变量：
private:
double real; //实部
double image; //虚部
步骤 d：将加法运算符重载为类的友元函数：
friend Complex operator+(const Complex &x,const Complex &y); //类内函
数说明
23
inline Complex operator+(const Complex &x,const Complex &y); //类外函
数实现
{
return Complex(x.real+y.real,x.image+y.image);
}
步骤 e：将减法运算符重载为类的友元函数：
friend Complex operator-(const Complex &x,const Complex &y); //类内函数
说明
inline Complex operator-(const Complex &x,const Complex &y) //类外函
数实现
{
return Complex(x.real-y.real,x.image-y.image);
}
步骤 f：定义成员函数：
构造函数：
Complex(double x=0, double y=0):real(x),image(y){
}
析构函数：
~ Complex (){
}
将乘法运算符重载为类的成员函数：
Complex operator*(const Complex &x) const; //类内函数声明
inline Complex Complex::operator*(const Complex &x) const //类外函数实
现
{
return Complex(real*x.real-image*x.image,real*x.image+image*x.real);
}
将除法运算符重载为类的成员函数：
Complex operator/(const Complex &x) const; //类内函数声明
inline Complex Complex::operator/(const Complex &x) const //类外函数实现
24
{
double m;
m=x.real*x.real+x.image*x.image;
return Complex((real*x.real+image*x.image)/m,
(image*x.real-real*x.image)/m);
}
输出成员函数：
void Show(); //类内函数声明
void Complex::Show() //类外函数实现
{
cout<<"("<<real<<","<<image<<"i)"<<endl;
}
（6）添加源文件代码。在 Complextest.cpp 文件中添加主程序代码，详细代
码如下：
#include "Complex.h" //包含 Complex.h 头文件
void main()
{
Complex a(1,2),b(2,3),c,d,e,f;
c=a+b;
cout<<"两个复数之和为:"<<endl;
c.Show();
d=a-b;
cout<<"两个复数之差为:"<<endl;
d.Show();
e=a*b;
cout<<"两个复数的乘积为:"<<endl;
e.Show();
26
f=a/b;
cout<<"两个复数的除法运算结果为:"<<endl;
f.Show();
}
实验内容
编写一个时间类，实现时间的加、减运算并输出。
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
class Time {
private://定义时间类中的私有对象hour minute second
int hour;
int minute;
int second;
public:
Time(int h = 0, int m = 0, int s = 0) : hour(h), minute(m), second(s) {
};
Time(const Time &other) : hour(other.hour), minute(other.minute), second(other.second) {
};
friend istream &operator>>(istream &input, Time &other) {
input >> other.hour >> other.minute >> other.second;
return input;
}
friend ostream &operator<<(ostream &output, const Time &other) {
output << setw(2) << setfill('0') << other.hour << ":" << setw(2) << setfill('0') << other.minute << ":" << setw(
2) << setfill('0') << other.second << endl;
return output;
}
const Time operator++(int) {
Time tmp(*this);
int x = hour * 3600 + minute * 60 + second;
x++;
hour = x / 3600;
x %= 3600;
minute = x / 60;
second = x % 60;
return tmp;
}
const Time operator--(int) {
Time tmp(*this);
int x = hour * 3600 + minute * 60 + second;
x--;
hour = x / 3600;
x %= 3600;
minute = x / 60;
second = x % 60;
return tmp;
}
Time operator+=(const Time &other) {
second += other.second;
minute += other.minute;
hour += other.hour;
if (second >= 60) {
minute += second / 60;
second %= 60;
}
if (minute >= 60) {
hour += minute / 60;
minute %= 60;
}
if (hour >= 24) {
hour %= 24;
}
return *this;
}
Time operator-=(const Time &other) {
if (second < other.second) {
second += 60;
second -= other.second;
minute--;
} else {
second -= other.second;
}
if (minute < other.minute) {
minute += 60;
minute -= other.minute;
hour--;
} else {
minute -= other.minute;
}
if (hour < other.hour) {
hour += 24;
hour -= other.hour;
} else {
hour -= other.hour;
}
return *this;
}
Time &operator++() {
int x = hour * 3600 + minute * 60 + second;
x++;
hour = x / 3600;
x %= 3600;
minute = x / 60;
second = x % 60;
return *this;
}
Time &operator--() {
int x = hour * 3600 + minute * 60 + second;
x--;
hour = x / 3600;
x %= 3600;
minute = x / 60;
second = x % 60;
return *this;
}
};
int main() {
Time t1, t2;
cin >> t1;
cin >> t2;
cout << (t1 += (t2++));
cout << (t1 -= t2);
cout << ++t2;
cout << (t2 += (t1--));
cout << --t1;
cout << (t2 -= t1);
}
思考题
分析总结上述程序设计实现的不足之处，并思考复数类其他运算符（如+=，==等）重载如何实现