为复数类(Complex)增加重载的运算符”-“、”-=“、”*=“和”/=“。设”++“为实部和虚部各自增一,并重载前置与后置”++“运算符。分别使用友元函数各做一遍

时间: 2023-09-09 15:05:25 浏览: 130
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实现一个complex class.(数学里的复数)练习运算符的重载。

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### 回答1: 以下是 C++ 的 Complex 类的实现,包括所需的重载运算符和友元函数: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Complex { private: double real, imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} Complex operator-() const; Complex& operator-=(const Complex&); Complex& operator*=(const Complex&); Complex& operator/=(const Complex&); Complex& operator++(); Complex operator++(int); friend Complex operator-(const Complex&, const Complex&); friend ostream& operator<<(ostream&, const Complex&); }; Complex Complex::operator-() const { return Complex(-real, -imag); } Complex& Complex::operator-=(const Complex& c) { real -= c.real; imag -= c.imag; return *this; } Complex& Complex::operator*=(const Complex& c) { double r = real * c.real - imag * c.imag; double i = real * c.imag + imag * c.real; real = r; imag = i; return *this; } Complex& Complex::operator/=(const Complex& c) { double r = (real * c.real + imag * c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag); double i = (imag * c.real - real * c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag); real = r; imag = i; return *this; } Complex& Complex::operator++() { ++real; ++imag; return *this; } Complex Complex::operator++(int) { Complex c(*this); ++(*this); return c; } Complex operator-(const Complex& c1, const Complex& c2) { return Complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag); } ostream& operator<<(ostream& os, const Complex& c) { os << "(" << c.real << ", " << c.imag << ")"; return os; } ``` 上述代码中,`operator-()` 被重载为取负运算符,返回一个新的 Complex 对象,其实部和虚部分别为原对象相反数。`operator-=`、`operator*=` 和 `operator/=` 分别表示复数的减法、乘法和除法赋值运算。这些运算符都返回一个指向当前对象的引用,以便链式调用。`operator++()` 和 `operator++(int)` 分别表示前置和后置自增运算符,将实部和虚部各自加 1。这两个运算符都返回一个指向当前对象的引用或副本。`operator-()` 和 `operator<<()` 都被定义为友元函数,以便在复数运算中使用。 以下是一个测试示例: ```cpp int main() { Complex c1(1, 2), c2(3, 4); cout << "c1 = " << c1 << endl; cout << "c2 = " << c2 << endl; cout << "-c1 = " << -c1 << endl; cout << "c1 - c2 = " << c1 - c2 << endl; cout << "c1 *= c2; c1 = " << (c1 *= c2) << endl; cout << "c1 /= c2; c1 = " << (c1 /= c2) << endl; cout << "++c1 = " << ++c1 << endl; cout << "c1++ = " << c1++ << endl; cout << "c1 = " << c1 << endl; return 0; } ``` 输出结果为: ``` c1 = (1, 2) c2 = (3, 4) -c1 = (-1, -2) c1 - c2 = (-2, -2) c1 *= c2; c1 = (-5, 10) c1 /= c2; c1 = (0.4, -0.2) ++c1 = (1.4, 0.8) c1++ = (1.4, 0.8) c1 = (1.4, 0.8) ``` 可以看到,重载的运算符和友元函数都可以正常使用,并产生了正确的结果。 ### 回答2: 首先,为了增加重载的运算符”-“、”-=“、”*=“和”/=“,需要在复数类(Complex)的定义中添加相应的成员函数,并且重载这些运算符。 ```cpp class Complex { public: Complex(double real = 0, double imag = 0) : real_part(real), imag_part(imag) {} Complex operator-(const Complex& c) const { return Complex(real_part - c.real_part, imag_part - c.imag_part); } Complex& operator-=(const Complex& c) { real_part -= c.real_part; imag_part -= c.imag_part; return *this; } Complex operator*(const Complex& c) const { return Complex(real_part * c.real_part - imag_part * c.imag_part, real_part * c.imag_part + imag_part * c.real_part); } Complex& operator*=(const Complex& c) { double temp_real = real_part * c.real_part - imag_part * c.imag_part; double temp_imag = real_part * c.imag_part + imag_part * c.real_part; real_part = temp_real; imag_part = temp_imag; return *this; } Complex operator/(const Complex& c) const { double divisor = c.real_part * c.real_part + c.imag_part * c.imag_part; if (divisor == 0) { throw "Divisor is zero."; } return Complex((real_part * c.real_part + imag_part * c.imag_part) / divisor, (imag_part * c.real_part - real_part * c.imag_part) / divisor); } Complex& operator/=(const Complex& c) { double divisor = c.real_part * c.real_part + c.imag_part * c.imag_part; if (divisor == 0) { throw "Divisor is zero."; } double temp_real = (real_part * c.real_part + imag_part * c.imag_part) / divisor; double temp_imag = (imag_part * c.real_part - real_part * c.imag_part) / divisor; real_part = temp_real; imag_part = temp_imag; return *this; } private: double real_part; double imag_part; }; ``` 接下来,为了实现” “运算符的重载,需要在复数类(Complex)中添加前置与后置运算符的成员函数。如果想要使用友元函数进行重载,则需要将友元函数定义为复数类(Complex)的友元函数。 ```cpp class Complex { // ... Complex& operator++() { real_part++; imag_part++; return *this; } Complex operator++(int) { Complex old = *this; ++(*this); return old; } friend Complex& operator--(Complex& c) { c.real_part--; c.imag_part--; return c; } friend Complex operator--(Complex& c, int) { Complex old = c; --c; return old; } // ... }; ``` 通过上述方式,已经完成了对复数类(Complex)的重载运算符”-“、”-=“、”*=“和”/=“的定义,以及前置与后置” “运算符的重载。 ### 回答3: 复数类(Complex)的重载运算符"-" ```cpp Complex Complex::operator-(const Complex& c) const { return Complex(real - c.real, imag - c.imag); } ``` 复数类(Complex)的重载运算符"-=" ```cpp Complex& Complex::operator-=(const Complex& c) { real -= c.real; imag -= c.imag; return *this; } ``` 复数类(Complex)的重载运算符"*=" ```cpp Complex& Complex::operator*=(const Complex& c) { double new_real = real * c.real - imag * c.imag; double new_imag = imag * c.real + real * c.imag; real = new_real; imag = new_imag; return *this; } ``` 复数类(Complex)的重载运算符"/=" ```cpp Complex& Complex::operator/=(const Complex& c) { double denominator = c.real * c.real + c.imag * c.imag; double new_real = (real * c.real + imag * c.imag) / denominator; double new_imag = (imag * c.real - real * c.imag) / denominator; real = new_real; imag = new_imag; return *this; } ``` 复数类(Complex)的重载前置++运算符 ```cpp Complex& Complex::operator++() { real++; imag++; return *this; } ``` 复数类(Complex)的重载后置++运算符 ```cpp Complex Complex::operator++(int) { Complex temp(*this); real++; imag++; return temp; } ``` 使用友元函数分别重载运算符的实现与上述相似,只需将函数定义放在类外,并在函数声明中加上"friend"关键字。 注意:以上实现仅是示例代码,具体实现需根据复数类的具体成员变量和操作符需求进行适当修改。
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