二进制类的完善（特殊运算符的重载）

【问题描述】
在上一题的基础上，将 + 、 - 运算符定义为binary类的成员函数。
并且重载运算符 ~ 、 & 、 | ，分别表示将二进制数按位取反、按位与及按位或。

主函数设计如下，请勿修改：

int main(){
   binary n1="1011";
   binary n2=int(n1)+15;
   binary n3=n1-binary(7);
   cout<<n1<<endl;
   cout<<n2<<endl;
   cout<<n3<<endl;
   binary n4=n1&n2;
   binary n5=n1|n2;
   binary n6=~n1;
   cout<<n4<<endl;
   cout<<n5<<endl;
   cout<<n6<<endl;
   return 0;
}

【样例输出】
0000000000001011
0000000000011010
0000000000000100
0000000000001010
0000000000011011
1111111111110100

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <math.h>
using namespace std;

class binary //定义二进制类
{
private:
    char bits[16];  //二进制字模数组
public:
    binary(char *);   //字符串参数构造函数
    binary(int);      //整型参数构造函数
    binary operator +(binary);   //重载“+”，成员函数
    binary operator -(binary);   //重载“-”，成员函数
    operator int();  //类类型转换函数（将类类型向整型转换，即将二进制形式的类对象转换为整形数）
    friend ostream & operator <<(ostream &out, binary &b);//重载“<<”，以二进制形式输出
    void print();//以整型形式输出
    //重载运算符 ~ 、 & 、 |
    binary & operator~();//将二进制数按位取反，成员函数
    binary operator&(binary n);//将二进制数按位与，成员函数
    binary operator|(binary n);//将二进制数按位或，成员函数
};

binary::binary(char * str)   //字符串参数构造函数
{
    //把bits数组全部元素初始化为0
    for(int i=0;i<16;++i)
        bits[i] = '0';

    int len = strlen(str);
    for(int i=len-1,j=15;i>=0;--i,--j)//i的初始化是len-1 不然最后数组只存储了15个字符而不是16个
        bits[j] = str[i];
}

binary::binary(int x)      //整型参数构造函数
{
    //把bits数组全部元素初始化为0
    for(int i=0;i<16;++i)
        bits[i] = '0';

    int i = 15;
    while( x>0 )
    {
        bits[i--] = x%2+'0';//注意bits[i]是字符数组，要类型转换
        x /= 2;
    }
}

binary binary::operator +(binary t)   //重载“+”，成员函数
{
    binary tt = (int)(*this) + (int)t;
    return tt;
}

binary binary::operator -(binary t)   //重载“-”，成员函数
{
    binary tt = fabs( (int)(*this) - (int)t );
    return tt;
}

binary::operator int()  //类类型转换函数（将类类型向整型转换，即将二进制形式的类对象转换为整形数）
{
    int num = 0;
    for(int i=15,j=0;i>=0;--i,++j)
        num += (bits[i]-'0') * pow(2,j);//最有毒的地方，别忘记bits[i]数组中存储的是字符而不是数字，要减'0'
    return num;
}

ostream & operator <<(ostream &out, binary &b)//重载“<<”，以二进制形式输出
{
    for(int i=0;i<16;++i)
        out << b.bits[i];
    return out;
}

void binary::print()//以整型形式输出
{
    cout << (int)*this << endl;
}

//重载运算符 ~ 、 & 、 |
binary & binary::operator~()//将二进制数按位取反，成员函数
{
    for(int i=0;i<16;++i)
        if( bits[i]=='0' ) bits[i]='1';
        else bits[i]='0';
    return (*this);
}

binary binary::operator&(binary n)//将二进制数按位与，成员函数
{
    binary tt(0);
    for(int i=0;i<16;++i)
        if( bits[i]=='1' && n.bits[i]=='1' ) tt.bits[i]='1';
        else tt.bits[i]='0';
    return tt;
}

binary binary::operator|(binary n)//将二进制数按位或，成员函数
{
    binary tt(0);
    for(int i=0;i<16;++i)
        if( bits[i]=='0' && n.bits[i]=='0' ) tt.bits[i]='0';
        else tt.bits[i]='1';
    return tt;
}

int main()
{
    binary n1="1011";
    binary n2=int(n1)+15;
    binary n3=n1-binary(7);
    cout<<n1<<endl;
    cout<<n2<<endl;
    cout<<n3<<endl;
    binary n4=n1&n2;
    binary n5=n1|n2;
    binary n6=~n1;
    cout<<n4<<endl;
    cout<<n5<<endl;
    cout<<n6<<endl;
    return 0;
}

二进制类的完善（特殊运算符的重载）

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