class Fraction{ int numerator; //分子 int denominator; //分母 void Reduction(); //约分 void MakeCommond(Fraction &); //通分 public: Fraction(int=0,int=1); //缺省构造函数 Fraction(double num); //按分子除以分母的商构造 Fraction(const Fraction &a); //拷贝构造函数 ~Fraction(); //析构函数 int GetNumerator () const; //获取分子 int GetDenominator ()const; //获取分母 void SetNumerator (int a); //设置分子 void SetDenominator (int b); //设置分母 //采用成员函数, 实现运算符重载：= == > 前置++ //前置++: 将分子、分母都增加 1 Fraction & operator=(const Fraction &); //赋值 bool operator==(const Fraction &) const; //比较相等运算 //完善代码 1：采用成员函数，实现前置++ //采用友元函数, 实现运算符重载：+ - * / friend Fraction operator+(const Fraction &, const Fraction &); //完善代码 2：采用友元函数，实现运算符重载： - * / //重载流运算符<<，实现分数输出 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Fraction&); }; 1） 完善主函数，实现测试类 Fraction 的正确性。main 函数部分代码如下： int main() { Fraction f(0.45); //完善代码3：测试分数f的前置++运算，及结果输出 //测试：= Fraction f1, f2; f1 = f2 = f; cout << "test =: f1 = "<< f1 << "\tf2 = " << f2 << endl ; //完善代码 4：实现一组分数的+ - * / 比较运算，及结果输出 return 0； }

<think>好的，用户想实现一个C++的Fraction类，特别是运算符重载的部分，包括前置++，还需要测试代码、主函数、构造函数、友元函数和输出流。我需要结合他们提供的引用资料来给出合适的建议。 首先，根据引用[2]和[3]，运算符重载可以用成员函数或友元函数形式。对于前置++，通常作为成员函数，因为它只需要操作当前对象，返回引用。而输出流运算符<<应该用友元函数，因为它需要访问私有成员且左操作数是ostream对象，无法作为成员函数。 构造函数部分，引用[1]提到有无参和有参构造函数，所以Fraction类需要默认构造函数和接收分子分母的构造函数，还要处理分母为零的情况，可能需要抛出异常或者默认设置为1。另外，拷贝构造函数在C++中会自动生成，但如果涉及动态内存管理可能需要自定义，这里分数类可能不需要。 关于运算符重载，前置++需要修改对象自身，返回*this的引用。后置++则需要返回旧值，但用户问题里可能只需要前置。对于四则运算，根据引用[3]，友元函数需要两个参数，而成员函数是一个参数。例如，加法可以作为友元函数，方便处理分数和整数的混合运算，比如Fraction + int，或者两个Fraction相加。 输出流重载，必须使用友元函数，因为左边是ostream对象，不能作为成员函数。需要重载operator<<，输出格式如3/4。 测试代码部分，主函数里应该创建多个Fraction对象，测试各种运算符，包括前置++，加减乘除，以及输出是否正确。例如，测试++操作后分数的值是否增加1，或者运算后的约分是否正确。 另外，需要注意分数的约分，在构造函数和运算符重载后都要进行约分，保证分数是最简形式。最大公约数函数需要实现，可能在私有成员里添加一个gcd函数。 可能用户代码中的问题是没有正确实现友元函数，或者返回类型不对。比如前置++应该返回Fraction&，而友元函数的参数是否正确。还要检查是否在类外定义友元函数时使用了正确的命名空间和参数列表。 综合这些点，我需要给出一个完整的Fraction类示例，包含必要的构造函数、运算符重载（包括前置++和输出流），以及测试主函数。同时指出注意事项，比如友元函数的声明和定义，约分处理，以及异常处理比如分母为零的情况。</think>以下是一个实现`Fraction`类（分数类）的示例代码，包含构造函数、运算符重载（含前置`++`）和测试方法： --- ### Fraction类实现 ```cpp #include <iostream> #include <string> #include <stdexcept> // 异常处理 class Fraction { private: int numerator; // 分子 int denominator; // 分母 // 求最大公约数（用于约分） int gcd(int a, int b) { return b == 0 ? a : gcd(b, a % b); } // 约分函数 void reduce() { int common = gcd(abs(numerator), abs(denominator)); numerator /= common; denominator /= common; if (denominator < 0) { // 保证分母始终为正 numerator = -numerator; denominator = -denominator; } } public: // 构造函数 Fraction(int num = 0, int den = 1) : numerator(num), denominator(den) { if (den == 0) throw std::invalid_argument("分母不能为0"); reduce(); } // 前置++重载（成员函数形式） Fraction& operator++() { numerator += denominator; reduce(); return *this; } // 加法运算符重载（友元函数形式） friend Fraction operator+(const Fraction& a, const Fraction& b); // 输出流重载（友元函数形式） friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Fraction& f); }; // 加法实现（两个Fraction相加） Fraction operator+(const Fraction& a, const Fraction& b) { int num = a.numerator * b.denominator + b.numerator * a.denominator; int den = a.denominator * b.denominator; return Fraction(num, den); } // 输出流实现 std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Fraction& f) { if (f.denominator == 1) { os << f.numerator; } else { os << f.numerator << "/" << f.denominator; } return os; } ``` --- ### 测试代码 ```cpp int main() { try { Fraction f1(3, 4); // 3/4 Fraction f2(1, 2); // 1/2 // 测试加法 Fraction sum = f1 + f2; // 3/4 + 1/2 = 5/4 std::cout << "Sum: " << sum << std::endl; // 输出 5/4 // 测试前置++ std::cout << "Before ++: " << f1 << std::endl; // 3/4 ++f1; std::cout << "After ++: " << f1 << std::endl; // 7/4 // 测试整数隐式转换 Fraction f3 = f1 + 2; // 7/4 + 2 = 15/4 std::cout << "Mixed addition: " << f3 << std::endl; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl; } return 0; } ``` --- ### 关键实现细节说明 1. **构造函数** - 通过`reduce()`自动约分，保证分母始终为正[^1] - 异常处理：分母为0时抛出`std::invalid_argument` 2. **运算符重载** - 前置`++`：修改自身值后返回引用（成员函数形式）[^2] - 加法`+`：通过友元函数实现，支持分数与整数相加（需隐式转换）[^3] - 输出流`<<`：友元函数形式，支持链式调用 3. **测试方法** - 覆盖基本运算、隐式转换和边界情况 - 使用`try-catch`捕获构造函数异常 --- ### 注意事项 1. 若需要支持分数与整数的混合运算（如`2 + f1`），需额外重载运算符： ```cpp friend Fraction operator+(int num, const Fraction& f); ``` 2. 隐式转换依赖单参数构造函数，若需禁止隐式转换，需添加`explicit`关键字[^4] ---