通过重载<<操作符来实现print打印分数的功能。
例如: std::cout << "Hello FishC!";
c标准库对左移操作符(<<)进行了重载,让它可以把值发送到一个流去。
但是在这个例子中,iostream库对新的Rational类表示一无所知,所以不能直接用<<来输出我们的有理数(分数)。另外一个原因也比较重要:因为,重载的含义本身就是可以用相同的名字去实现不同的功能:输入参数方面有所差异就不会有问题。当然,我们无法在现有的ostream类里专门添加一个新的operator <<( )方法。所以我们只能定义一个正常的函数在外部重载这个操作符,这与重载方法的语法大同小异,唯一的区别是不再有一个对象可以用来调用<<重载函数,而不得不通过第一个输入参数向这个重载方法传递对象。
下面是一个operator<<( )函数的原型:
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Rational f);
第一个输入参数os是将要向它写数据的那个流,它是以"引用传递"方法传递的.
第二个输入参数是打算写到那个流里的数据值,不同的operator<<( )重载函数就是因为这个输入参数才相互区别的.
返回类型是ostream流的引用。一般来说,在调用operator<<( )重载函数时传递给它的是哪一个流,它返回的就应该是那个流的一个引用。
#include <iostream>
#include <string>
#include <cmath>
using namespace std;
class Rational
{
public:
Rational(int num, int denom); //num=分子,denom=分母
Rational operator+(Rational rhs); //rhs = right hand side
Rational operator-(Rational rhs);
Rational operator*(Rational rhs);
Rational operator/(Rational rhs);
void print();
private:
void normalize(); //负责对分数的简化处理
int numerator; //分子
int denominator; //分母
friend ostream& operator<<(ostream& os, Rational f);
};
Rational::Rational(int num, int denom)
{
numerator = num;
denominator = denom;
normalize();
}
// normalize() 对分数进行简化操作包括:
// 1.只允许分子为负数,如果分母为负数则把负数挪到分子部分,1/-2 == -1/2
// 2.利用欧几里得算法(辗转求余原理)将分数进行简化:2/10=>1/5
void Rational::normalize()
{
// 确保分母为正
if (denominator < 0)
{
numerator = -numerator;
denominator = -denominator;
}
// 欧几里得算法
int a = abs(numerator);
int b = abs(denominator);
// 求出最大公约数
while (b > 0)
{
int t = a % b;
a = b;
b = t;
}
// 分子,分母分别除以最大公约数得到最简化分数
numerator /= a;
denominator /= a;
}
Rational Rational::operator+(Rational rhs)
{
int a = numerator;
int b = denominator;
int c = rhs.numerator;
int d = rhs.denominator;
int e = a*d + b*c;
int f = b*d;
return Rational(e, f);
}
Rational Rational::operator-(Rational rhs)
{
rhs.numerator = -rhs.numerator;
return operator+(rhs);
}
Rational Rational::operator*(Rational rhs)
{
int a = numerator;
int b = denominator;
int c = rhs.numerator;
int d = rhs.denominator;
int e = a*c;
int f = b*d;
return Rational(e, f);
}
Rational Rational::operator/(Rational rhs)
{
int t = rhs.numerator;
rhs.numerator = rhs.denominator;
rhs.denominator = t;
return operator*(rhs);
}
void Rational::print()
{
if (numerator % denominator == 0)
cout << numerator / denominator;
else
cout << numerator << "/" << denominator;
}
ostream& operator<<(ostream& os, Rational f);
int main()
{
Rational f1(2, 16);
Rational f2(7, 8);
// 测试有理数的加法运算
cout << f1 << " + " <<f2 << " == " << (f1+f2) << "\n";
// 测试有理数的减法运算
cout << f1 << " - " <<f2 << " == " << (f1-f2) << "\n";
// 测试有理数的乘法运算
cout << f1 << " * " <<f2 << " == " << (f1*f2) << "\n";
// 测试有理数的加法运算
cout << f1 << "/" <<f2 << " == " << (f1/f2) << "\n";
return 0;
}
ostream& operator<<(ostream& os, Rational f)
{
os << f.numerator << "/" << f.denominator;
return os;
}