c++分数计算器含源码.docx
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c++分数计算器含源码
一、实验设计方案
1、实验内容与目的（简单介绍实验内容，说明实验目的）
实验目的：
设计一个分数计算器：
1）实现输入>>，输出<<，+，-，*，/运算符的重载；2）实现分子分母的约分与规格化。
实验内容：
你的具体选择（要详细）
实现分数计算器的屏幕输入和输出：
1）输入采用文件（input.txt）输入，可以有任意个二元分数表达式，表达式之间的分隔符自定义；2）输出到文件（output.txt）
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2、实验准备工作（阐述解决问题所涉及的算法思想，至少要画一个算法流程图来说明）
以下为循环计算二元分数计算式的流程图：
在实验中还需要面对六个运算符重载，通过运算符重载，我们可以简单的使用分数计算，而不需要关心它的结构，运算符重载，我们根据基本的数学定理，将加减乘除包装，并重载了输入输出运算符，这样，在输入输出时便可直接输出用户方便接收的格式。
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二、实验步骤、测试与结果分析
1、源程序的设计（在此附上源程序（cpp文件）清单）
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
//-------------------------------创建分数类------------------------------------
classFraction
{
private:
intnume;//分子
intdeno;//分母
intGcf（intm,intn）;//辅助函数，返回m和n最大公因数
public:
Fraction（intn=1,intd=1）;
virtual~Fraction（）{}
voidReduction（）;//约分
intGetNume（）const{returnnume;}//返回分子
intGetDeno（）const{returndeno;}//返回分母
voidSetNume（intn）;//设置分子
voidSetDeno（intd）;//设置分母
Fractionoperator+（constFraction&a）const;//重载加法符+
Fractionoperator-（constFraction&a）const;//重载加法符-
Fractionoperator*（constFraction&a）const;//重载加法符*
Fractionoperator/（constFraction&a）const;//重载加法符/
};
ostream&operator<<（ostream&out,constFraction&a）;//重载输出运算符<<
istream&operator>>（istream&in,Fraction&a）;//重载输入运算符>>
//---------------------------------最大公因数函数------------------------------
intFraction:
:
Gcf（intm,intn）
{
if（n==0）returnm;//如果n=0，m为最大公因数
elsereturnGcf（n,m%n）;//否者辗转相除
}
//------------------------------------约分函数---------------------------------
voidFraction:
:
Reduction（）
{
if（deno<0）//若分母小于0，将符号提前
{
nume=-nume;
deno=-deno;
}
intf=Gcf（abs（nume）,deno）;
nume=nume/f;//实现约数
deno=deno/f;
}
//----------------------------------构造函数-----------------------------------
Fraction:
:
Fraction（intn,intd）:
nume（n）,deno（d）
{
if（deno==0）cout<<"分母为0"<Reduction（）;//约分
}
//----------------------------------设置分母函数-------------------------------
voidFraction:
:
SetNume（intn）
{
nume=n;
Reduction（）;
}
//----------------------------------设置分子函数-------------------------------
voidFraction:
:
SetDeno（intd）
{
if（d==0）cout<<"分母为0"<deno=d;
Reduction（）;
}
//----------------------------------重载运算符+--------------------------------
FractionFraction:
:
operator+（constFraction&a）const
{
Fractionresult;
result.nume=this->nume*a.deno+this->deno*a.nume;//求和的分子
result.deno=this->deno*a.deno;//求和的分母
result.Reduction（）;//约分
returnresult;//返回和
}
//----------------------------------重载运算符---------------------------------
FractionFraction:
:
operator-（constFraction&a）const
{
Fractionresult;
result.nume=this->nume*a.deno-this->deno*a.nume;//求差的分子
result.deno=this->deno*a.deno;//求差的分母
result.Reduction（）;//约分
returnresult;//返回差
}
//----------------------------------重载运算符*--------------------------------
FractionFraction:
:
operator*（constFraction&a）const
{
Fractionresult;
result.nume=this->nume*a.nume;//求积的分子
result.deno=this->deno*a.deno;//求积的分母
result.Reduction（）;//约分
returnresult;//返回积
}
//----------------------------------重载运算符/--------------------------------
FractionFraction:
:
operator/（constFraction&a）const
{
if（a.nume==0）cout<<"除数为0"<Fractionresult;
result.nume=this->nume*a.deno;//求商的分子
result.deno=this->deno*a.nume;//求商的分母
result.Reduction（）;//约分
returnresult;//返回商
}
//----------------------------------重载运算符<<--------------------------------
ostream&operator<<（ostream&out,constFraction&a）
{
out<returnout;//返回输出流
}
//----------------------------------重载运算符>>--------------------------------
istream&operator>>（istream&in,Fraction&a）
{
charch;//接收字符
intm,n;//定义分子和分母
in>>m;//输入分子
in>>ch;//输入/
if（ch!
='/'）cout<<"非法字符"<in>>n;//输入分母
if（n==0）cout<<"分母为0"<a.SetNume（m）;//设置分子
a.SetDeno（n）;//设置分母
a.Reduction（）;//约分
returnin;//返回输入流
}
intmain（void）
{
Fractionobj1,obj2,result;//定义两个分数和结果
charindex,ch;//定义符号
ifstreaminfile（"input.txt",ios:
:
in）;//以输入的方式打开文件
if（!
infile）//若文件打开失败
{
cout<<"打开文件input.txt失败！
"<exit
（1）;
}
ofstreamoutfile（"output.txt",ios:
:
app）;//以输出的方式打开文件
if（!
outfile）//若文件打开失败
{
cout<<"打开文件output.txt失败"<exit
（1）;
}
outfile<<"---------------------本次计算结果如下--------------------"<for（;;）//无限次循环直到求解完成
{
infile>>obj1;//输入第一个分数
infile>>index;//输入需要执行的操作符号
infile>>obj2;//输入第二个分数
infile>>ch;//选择继续或者计算结果
if（index=='+'）result=obj1+obj2;//加法
elseif（index=='-'）result=obj1-obj2;//减法
elseif（index=='*'）result=obj1*obj2;//乘法
elseif（index=='/'）result=obj1/obj2;//除法
else
{
system（"PAUSE"）;
return0;
}
cout<<"正在计算"<ofstreamoutfile（"output.txt",ios:
:
app）;
if（!
outfile）
{
cout<<"打开文件output.txt失败"<exit
（1）;
}
outfile<//输出结果到output.txt
cout<<"计算完成，结果保存在output.txt中"<if（ch==';'）continue;//若遇到";"，继续执行
elseif（ch=='='）//若遇到"="，计算结果
{
outfile<<"-------------------------谢谢使用------------------------"<break;
}
outfile.close（）;//文件输出流关闭
}
infile.close（）;//文件输出流关闭
system（"PAUSE"）;
return0;
}
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2、实验现象及结论（应用文字和程序运行的截图说明程序测试现象，并解释结果）
input.txt输入截图如下：
Jcsy.exe执行截图如下：
output.txt输出截图如下：
input.txt输入截图如下：
jcsy.exe执行截图如下：
Output.txt输出截图如下：
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3、实验总结（是否成功解决问题，总结实验中最有价值的内容，程序能够在哪些方面进一步改善，自我评价成败得失）
试验中，我们按照从简单到复杂的方法，一步一个脚印编写代码，使得程序不易发生错误，并且容易更正，编写出来的程序代码简洁明朗，效率较高；
通过对例题的学习，我们最终将正确的代码编写出，并在不断地修改之下做到方便用户使用的要求；
编码的速度有一个从慢到快的过程，在本次试验中，我们的速度依然比较慢，这看出我们平时编码比较少，缺乏熟练度，并对算法了解不深入；
但是我们的代码看起来仍然有些凌乱，效率还没有带到真正的高效，每次运行都需要等待几秒钟。
再以后我们将通过练习基础功，简化程序代码，实现简单代码完善功能的理想。
1.编码要尽量使程序简单，采用最切实可靠的算法，实现封装，不同部分的代码应分工明确，最后由主函数统一调用；
2.编写完成后先自己检查一遍代码，然后由机器检测，找出错误的根源，从不同角度思考如何解决问题；
3.测试时应尽可能输入各种可能情况的数据以确保程序准确无误。
4.应避免任何可能的漏洞，使代码的可用性和可靠性增强。
5.试验中，我按照从简单到复杂的方法，一步一个脚印编写代码，使得程序不易发生错误，并且容易更正，编写出来的程序代码简洁明朗，效率较高；
6.通过对例题的学习，我最终将正确的代码编写出，并在不断地修改之下做到方便用户使用的要求；
7.编码的速度有一个从慢到快的过程，在本次试验中，我的速度依然比较慢，这看出我平时编码比较少，缺乏熟练度，并对算法了解不深入；
8.但是我的代码看起来仍然有些凌乱，效率还没有带到真正的高效，每次运行都需要等待几秒钟。
再以后我将通过练习基础功，简化程序代码，实现简单代码完善功能的理想。
本次试验中，我们先将书上的代码编译通过，通过讨论，认为书上检查异常的方式不便于理解，于是直接采用输出到dos窗口的方式，所以没有使用到utility.h头文件，同时，由于我们电脑上安装的编译系统不方便对.h文件进行调试修改，所以我们采用的cpp文件，在一个cpp文件中写下所有代码。
对于txt文件输出的格式，我们做的稍微人性化，界面简洁，容易区分
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