C++自定义数据结构来模拟分数

在C++中，为了模拟分数，我们可以创建一个名为`Fraction`的自定义数据结构，它通常包括两个整数成员变量：分子（`numerator`）和分母（`denominator`）。下面是一个简单的实现示例：

class Fraction {
private:
    int numerator;
    int denominator;

public:
    // 构造函数，接受两个整数参数
    explicit Fraction(int num, int den) : numerator(num), denominator(den) {
        // 如果分母为零，抛出异常或设置默认值（取决于需求）
        if (denominator == 0)
            throw std::invalid_argument("Denominator cannot be zero.");
        
        // 简化分数（取最大公约数）
        simplify();
    }

    // 私有函数用于简化分数
    void simplify() {
        int gcd = greatest_common_divisor(numerator, denominator);
        numerator /= gcd;
        denominator /= gcd;
    }

    // 重载运算符实现加法
    Fraction operator+(const Fraction& other) const {
        int new_numerator = numerator * other.denominator + other.numerator * denominator;
        return Fraction(new_numerator, denominator);
    }

    // 重载运算符实现减法
    Fraction operator-(const Fraction& other) const {
        int new_numerator = numerator * other.denominator - other.numerator * denominator;
        return Fraction(new_numerator, denominator);
    }

    // 可选的重载运算符实现乘法和除法
    Fraction operator*(const Fraction& other) const {
        return Fraction(numerator * other.numerator, denominator * other.denominator);
    }

    Fraction operator/(const Fraction& other) const {
        if (other.denominator == 0)
            throw std::runtime_error("Division by zero is not allowed.");
        return Fraction(numerator * other.denominator, denominator * other.numerator);
    }

    // 显示分数的友元函数
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Fraction& fraction) {
        os << fraction.numerator << "/" << fraction.denominator;
        return os;
    }

private:
    // 计算两个整数的最大公约数
    static int greatest_common_divisor(int a, int b) {
        return b == 0 ? a : greatest_common_divisor(b, a % b);
    }
};

这个`Fraction`类可以用来存储和进行基本的分数运算，如加减乘除。注意，这里只是展示了核心的概念，实际应用中可能需要考虑更多的边界条件和异常处理。