Upload to git

rational.h

@@ -0,0 +1,194 @@
+#pragma once
+
+#include <cstdint>
+#include <iostream>
+#include <numeric>
+#include <ostream>
+
+class Rational
+{
+public:
+    // Конструктор по умолчанию: 0/1
+    Rational() = default;
+
+    // Конструктор числителя
+    Rational(int numerator)
+        : numerator_{ numerator },
+          denominator_{ 1 } {
+        Reduction();
+    }
+
+    // Конструктор из числителя и знаменателя
+    Rational(int numerator, int denominator)
+        : numerator_{ numerator },
+          denominator_{ denominator } {
+        Reduction();
+    }
+
+    // Копирующий конструктор
+    Rational(const Rational& other)
+        : numerator_{other.numerator_},
+          denominator_(other.denominator_) {
+    }
+
+    // Возвращает обратную дробь
+    Rational Inv() const {
+        return Rational(denominator_, numerator_);
+    }
+
+    // Получить числитель
+    int GetNumerator() const {
+        return numerator_;
+    }
+
+    // Получить знаменатель
+    int GetDenominator() const {
+        return denominator_;
+    }
+
+    // Перегрузка оператора присваивания
+    Rational& operator=(const Rational&) = default;
+
+    // Унарный плюс
+    Rational operator+() const {
+        return *this;
+        return {numerator_, denominator_};
+
+    }
+
+    // Унарный минус
+    Rational operator-() const {
+        return Rational(-numerator_, denominator_);
+    }
+
+    // Сложение с присваиванием
+    Rational& operator+=(const Rational& other) {
+        numerator_ = numerator_ * other.denominator_ +
+                     other.numerator_ * denominator_;
+        denominator_ = denominator_ * other.denominator_;
+        Reduction();
+        return *this;
+    }
+
+    // Вычитание с присваиванием
+    Rational& operator-=(const Rational& other) {
+        numerator_ = numerator_ * other.denominator_ -
+                     other.numerator_ * denominator_;
+        denominator_ = denominator_ * other.denominator_;
+        Reduction();
+        return *this;
+    }
+
+    // Умножение с присваиванием
+    Rational& operator*=(const Rational& other) {
+        numerator_ = numerator_ * other.numerator_;
+        denominator_ = denominator_ * other.denominator_;
+        Reduction();
+        return *this;
+    }
+
+    // Деление с присваиванием
+    Rational& operator/=(const Rational& other) {
+        numerator_ *= other.denominator_;
+        denominator_ *= other.numerator_;
+        Reduction();
+        return *this;
+    }
+
+    // Сложение
+    Rational operator+(const Rational& other) const {
+        Rational result(*this);
+        result += other;
+        return result;
+    }
+
+    // Вычитание
+    Rational operator-(const Rational& other) const {
+        Rational result(*this);
+        result -= other;
+        return result;
+    }
+
+    // Умножение
+    Rational operator*(const Rational& other) const {
+        Rational result(*this);
+        result *= other;
+        return result;
+    }
+
+    // Деление
+    Rational operator/(const Rational& other) const {
+        Rational result(*this);
+        result /= other;
+        return result;
+    }
+
+    // Проверка равенства дробей
+    bool operator==(const Rational& other) const {
+        return static_cast<std::int64_t>(numerator_) * other.denominator_ ==
+               static_cast<std::int64_t>(other.numerator_) * denominator_;
+    }
+
+    // Трехстороннее сравнение
+    auto operator<=>(const Rational& other) const {
+        return static_cast<std::int64_t>(numerator_) * other.denominator_ <=>
+               static_cast<std::int64_t>(other.numerator_) * denominator_;
+    }
+
+    // Вывод дроби в поток
+    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Rational& r) {
+        if (r.denominator_ == 1) {
+            os << r.numerator_;
+        } else {
+            os << r.numerator_ << " / " << r.denominator_;
+        }
+        return os;
+    }
+
+    // Чтение дроби из потока
+    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Rational& r) {
+        int n;
+        int d;
+        char div;
+
+        is >> n;
+        if (!(is >> std::ws >> div)) {
+            r = Rational(n, 1);
+            return is;
+        }
+
+        if (div != '/') {
+            is.unget();
+            r = Rational(n, 1);
+            return is;
+        }
+
+        is >> d;
+        if (!is || d == 0) {
+            is.setstate(std::ios::failbit);
+            r = Rational(n, 1);
+        } else {
+            r = Rational(n, d);
+        }
+        return is;
+    }
+
+private:
+    int numerator_ = 0;
+    int denominator_ = 1;
+
+    // Нормализация дроби
+    void Reduction() {
+        if (numerator_ == 0) {
+            denominator_ = 1;
+            return;
+        }
+        if (denominator_ < 0) {
+            numerator_ = -numerator_;
+            denominator_ = -denominator_;
+        }
+        const int divisor = std::gcd(numerator_, denominator_);
+        numerator_ /= divisor;
+        denominator_ /= divisor;
+    }
+};