帮我写一个c++工程

Question

要求：分数计算器
信息类型和属性
声明一个整数类，然后派生出一个分数类。
功能描述
分数的加、减、乘和除运算。
把分数化简为最简分数。
异常处理：分数中分母不能为零。
在屏幕上显示计算式和计算结果。
将计算式和计算结果写入到历史记录文件中（只保留最新的10条记录）
退出系统。

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

为了实现这个分数计算器的C++工程，我们将分步骤进行。首先，定义基本的数据结构和类，然后实现所需的功能，最后添加异常处理、屏幕显示、文件记录和程序退出逻辑。

1. 分数类定义

我们从定义一个整数类Integer开始，尽管在这个场景中直接使用C++的int类型可能更直接有效，但为了遵循你的要求，我们先定义一个简单的Integer类，然后派生出Fraction（分数）类。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <gcd>

class Integer {
public:
    int value;
    Integer(int v = 0) : value(v) {}
};

class Fraction : public Integer {
private:
    Integer denominator; // 分母
public:
    Fraction(Integer numerator, Integer denominator) 
        : Integer(numerator.value), denominator(denominator.value) 
    {
        if (denominator.value == 0) throw std::invalid_argument("Denominator cannot be zero.");
        simplify();
    }

    void simplify() {
        int gcd_val = std::__gcd(value, denominator.value);
        value /= gcd_val;
        denominator.value /= gcd_val;
    }

    Fraction operator+(const Fraction& other) const {
        Integer newNumerator(value * other.denominator.value + other.value * denominator.value);
        Integer newDenominator(denominator.value * other.denominator.value);
        return Fraction(newNumerator, newDenominator);
    }

    // 类似地，定义减法、乘法、除法运算符重载
    // ... 略

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Fraction& f);
};

2. 运算符重载和输出格式调整

继续完成分数类中剩余的运算符重载，并定义输出格式以便于屏幕显示。

3. 异常处理

在分数类构造函数中已处理了分母为零的情况。其他潜在的异常处理应根据具体实现细节添加。

4. 屏幕显示

定义一个函数来显示计算式和结果：

void display(const std::string& operation, const Fraction& result) {
    std::cout << operation << " = " << result << std::endl;
}

5. 历史记录文件

维护一个文件，存储最新的10条记录。这里使用std::vector来暂存记录，并定期写入文件，每次写入前清空旧记录并加入新记录。

void saveToHistory(const std::string& operation, const Fraction& result) {
    static std::vector<std::pair<std::string, Fraction>> history(10);
    static size_t index = 0;
    
    history[index] = {operation, result};
    index = (index + 1) % 10; // 循环更新索引

    std::ofstream file("history.txt");
    if (file.is_open()) {
        for (const auto& entry : history) {
            file << entry.first << " = " << entry.second << "\n";
        }
        file.close();
    } else {
        std::cerr << "Unable to open history file." << std::endl;
    }
}

6. 主函数及用户交互

最后，编写主函数来实现用户输入、计算、显示和记录功能，并提供退出选项。

int main() {
    try {
        Fraction f1(3, 4), f2(1, 2);
        Fraction sum = f1 + f2;
        
        display("3/4 + 1/2", sum);
        saveToHistory("3/4 + 1/2", sum);

        // 示例结束，实际应用中需添加循环以持续接受用户输入和操作
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

以上代码框架实现了分数类的基本定义、运算、简化、屏幕显示和历史记录保存功能。请根据实际需求调整和完善，比如添加更多用户交互逻辑来接受用户输入，以及完成减法、乘法、除法的运算符重载等。