＜数据结构＞创建一个有理数类

有理数类

内容：设计并实现抽象数据类型“有理数”，有理数的基本操作包括：两个有理数的加、减、乘、除等（包括有理数的创建和输出）。
同时
（1）有理数的类型，我们可以构造成一个结构体类型，这个结构体由两个整数构成，分别表示有理数的分子和分母。
（2）在初始化或创建一个有理数时，可以给出有理数的分子和分母来创建一个有理数；也可以给出一个小数形式的有理数，来计算对应的分子分母来创建一个有理数（可设置一个允许的计算误差）。
（3）以分数形式创建有理数时，要处理分母为零的异常情况。
（4）输出不能有类似于4/4、3/6这样的结果数据。
（5）要有能根据用户输入选择不同运算的菜单选择界面。
代码如下：

#include<iostream>
#include<stdlib.h>           //头文件
#include<cstdio>
using namespace std;//分数形式
class fractionsForm          //定义一个有理数类
{public:fractionsForm(int numerator, int denominator);                   //构造函数，参数整数分子，分母friend fractionsForm operator+(fractionsForm r1, fractionsForm r2);      //重载加法运算符，参数为类的引用friend fractionsForm operator-(fractionsForm r1, fractionsForm r2);     //重载减法，除法，乘法运算符friend fractionsForm operator*(fractionsForm r1, fractionsForm r2);friend fractionsForm operator/(fractionsForm r1, fractionsForm r2);friend istream& operator>>(istream& in, fractionsForm& r);     //重载流输入运算符friend ostream& operator<<(ostream& out, fractionsForm& r);     //重载流输出运算符fractionsForm normalize1();                                      // 定义一个分数化简函数
private:void normalize();                                       //私有成员函数，化简函数int numerator;                                          //私有数据int denominator;
};fractionsForm::fractionsForm(int num, int denom)
{numerator = num;if (denominator != 0)   denominator = denom;                // 分母不能为0,在流输入运算符重载中也有定义else denominator = 1;normalize();
}
//标准化
void fractionsForm::normalize()
{//求出分子和分母的最大公约数，用欧几里得算法int a = abs(numerator);int b = abs(denominator);while (b > 0){int t = a % b;a = b;b = t;}numerator /= a;denominator /= a;
}fractionsForm fractionsForm::normalize1()                                  // 增加一个分数化简函数
{                                                               //求出分子和分母的最大公约数，用欧几里得算法int a = abs(numerator);int b = abs(denominator);while (b > 0){int t = a % b;a = b;b = t;}fractionsForm R(numerator / a, denominator / a);return R;
}fractionsForm operator+(fractionsForm r1, fractionsForm r2)                   //重载加法运算符，分数的加法
{int a = r1.numerator;int b = r1.denominator;int c = r2.numerator;int d = r2.denominator;int e = a * d + b * c;int f = b * d;fractionsForm R(e, f);return R;
}fractionsForm operator-(fractionsForm r1, fractionsForm r2)                    //重载减法运算符,函数结构和加法一致，返回加法运算
{r2.numerator = -r2.numerator;return operator+(r1, r2);
}fractionsForm operator*(fractionsForm r1, fractionsForm r2)                    //重载乘法运算符，调用初始化类是化简了分数
{int a = r1.numerator;int b = r1.denominator;int c = r2.numerator;int d = r2.denominator;int e = a * c;int f = b * d;fractionsForm R(e, f);return R;
}fractionsForm operator/(fractionsForm r1, fractionsForm r2)                    //返回乘法运算函数体
{int t = r2.numerator;r2.numerator = r2.denominator;r2.denominator = t;return operator*(r1, r2);
}istream& operator>>(istream& in, fractionsForm& r)                   //流输入运算符
{in >> r.numerator >> r.denominator;                            //避免除0错误，进行判断，分母为0时程序结束if (r.denominator != 0)return in;else{cout << "输入有误";exit(0);}
}ostream& operator<<(ostream& out, fractionsForm& r)                  //流输出运算符
{if (r.numerator % r.denominator == 0)                            //进行判断，当为一个整数时，改变输出out << r.numerator / r.denominator;elseout << r.numerator << "\\" << r.denominator;return out;
}
//**************************************************************************************************************************//小数类型
class decimalsForm
{public:float m_Num1 = 0.0;float m_Num2 = 0.0;float m_Num3 = 0.0;};decimalsForm C;int main()
{cout << "正在使用有理数计算程序" << endl;cout << "请选择所需要进行的任务" << endl;cout << "1.分数形式运算" << endl;cout << "2.小数形式运算" << endl;cout << "0.退出程序" << endl;int choice = 0;cin >> choice;fractionsForm tmpr1(1, 1);                                        // 因为类没有定义无参构造函数，只能这样声明对象fractionsForm tmpr2(1, 1);fractionsForm r1(7, 8);fractionsForm r2(3, 4);fractionsForm r3(9, 7);int n, peace = 0;//**********************************************************************************************************float decimalsForm::* ptr1;ptr1 = &decimalsForm::m_Num1;float decimalsForm::* ptr2;ptr2 = &decimalsForm::m_Num2;switch (choice){case 1:cout << "请依次输入有理数的分子和分母\n";cout << "第一个有理数为:";cin >> r1;cout << "第二个有理数为:";cin >> r2;cout << "-----请选择所需要的有理数运算----\n";cout << " ---1.有理数加法运算-------------\n";cout << " ---2.有理数减法运算-------------\n";cout << " ---3.有理数乘法运算-------------\n";cout << " ---4.有理数除法运算-------------\n";cout << " ---0.结束程序-------------------\n";cout << "---------请输入你的选择----------\n";cin >> n;switch (n)                                         //利用switch结构实现程序功能的选择{case 1:r3 = r1 + r2;cout << "r1 + r2= " << r3 << endl;break;case 2:r3 = r1 - r2;cout << " r1 - r2= " << r3 << endl;break;case 3:r3 = r1 * r2;cout << " r1 * r2= " << r3 << endl;break;case 4:r3 = r1 / r2;cout << " r1 / r2= " << r3 << endl;break;case 0:peace = 1;break;default:if (n != 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)                     //进行输出有效值简单判断cout << "输入有误" << endl;break;if (peace){cout << "使用结束";break;}}case 2:{cout << "依次输入两个有理数" << endl;cout << "第一个有理数为:" << endl;cin >> C.m_Num1;cout << "第二个有理数为：" << endl;cin >> C.m_Num2;cout << "-----请选择所需要的有理数运算----\n";cout << " ---1.有理数加法运算-------------\n";cout << " ---2.有理数减法运算-------------\n";cout << " ---3.有理数乘法运算-------------\n";cout << " ---4.有理数除法运算-------------\n";cout << " ---0.结束程序-------------------\n";cout << "---------请输入你的选择----------\n";cin >> n;switch (n){case 1:C.m_Num3 = C.m_Num1 + C.m_Num2;cout << C.m_Num1 << "+" << C.m_Num2 << "=" << C.m_Num3 << endl;break;case 2:C.m_Num3 = C.m_Num1 - C.m_Num2;cout << C.m_Num1 << "-" << C.m_Num2 << "=" << C.m_Num3 << endl;break;case 3:C.m_Num3 = C.m_Num1 * C.m_Num2;cout << C.m_Num1 << "*" << C.m_Num2 << "=" << C.m_Num3 << endl;break;case 4:C.m_Num3 = C.m_Num1 / C.m_Num2;cout << C.m_Num1 << "/" << C.m_Num2 << "=" << C.m_Num3 << endl;break;case 0:cout << "欢迎下次使用" << endl;system("pause");exit(0);//调用该内置函数 程序退出break;}}case 0:{cout << "欢迎下次使用" << endl;system("pause");exit(0);//调用该内置函数 程序退出}}system("pause");return 0;                                                     //程序结束
}

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