تحميل العوامل الحسابية

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C++ على Coddy — الدرس 41 من 104.

عوامل الحساب مثل + و - و * و / يتم تحميلها بشكل زائد عادةً لجعل الفئات المخصصة تتصرف مثل الأنواع الرقمية المضمنة. عادةً ما تعيد هذه العوامل كائنًا جديدًا بدلاً من تعديل المعاملات.

إليك فئة Fraction مع معاملات حسابية:

class Fraction {
    int numerator, denominator;
    
public:
    Fraction(int n, int d) : numerator(n), denominator(d) {}
    
    Fraction operator+(const Fraction& other) const {
        return Fraction(
            numerator * other.denominator + other.numerator * denominator,
            denominator * other.denominator
        );
    }
    
    Fraction operator*(const Fraction& other) const {
        return Fraction(numerator * other.numerator, 
                        denominator * other.denominator);
    }
};

لاحظ أن كلا المعاملين تم تمييزهما بـ const لأنهما لا يقومان بتعديل أي من المعاملين. فهما يقومان بإنشاء وإرجاع Fraction جديد بالنتيجة.

بالنسبة لعوامل التعيين المركبة مثل +=، يختلف النمط. فهذه العوامل تقوم بتعديل المعامل الأيسر وتعيد مرجعاً إليه:

Fraction& operator+=(const Fraction& other) {
    numerator = numerator * other.denominator + other.numerator * denominator;
    denominator = denominator * other.denominator;
    return *this;
}

من الممارسات الشائعة تنفيذ العامل الأساسي بدلالة التعيين المركب، مما يقلل من تكرار الكود:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    Fraction result = *this;    // نسخ هذا الكائن
    result += other;            // استخدام التعيين المركب
    return result;
}

يضمن هذا النهج بقاء كلا العاملين (operators) متسقين ويجعل الصيانة أسهل.

التحدي

سهل

لنقم ببناء فئة Money تتعامل مع حسابات العملات باستخدام التحميل الزائد لعوامل التشغيل الحسابية (arithmetic operator overloading). ستقوم بتنفيذ عدة عوامل تشغيل حسابية تتيح لك التعامل مع قيم الأموال بشكل طبيعي كما تفعل مع الأرقام العادية.

ستقوم بإنشاء ملفين لتنظيم الكود الخاص بك:

Money.h: قم بتعريف فئة Money التي تخزن المبلغ بالسنتات (كـ int) لتجنب مشاكل دقة الأرقام العشرية (floating-point). يجب أن تدعم فئتك ما يلي:
- منشئ (constructor) يأخذ الدولارات والسنتات كأعداد صحيحة منفصلة
- دالة جلب getDollars() تعيد جزء الدولارات
- دالة جلب getCents() تعيد جزء السنتات (0-99)
- تحميل زائد للعاملين + و - يعيدان كائن Money جديداً
- تحميل زائد لعوامل التعيين المركبة += و -= التي تعدل الكائن الحالي وتعيد مرجعاً (reference) إليه
- دالة display() تطبع المبلغ بتنسيق $X.YY (دائماً رقمان للسنتات)
قم بتنفيذ العوامل الأساسية (+ و -) بالاعتماد على عوامل التعيين المركبة لتقليل تكرار الكود، كما هو موضح في الدرس. يجب تمييز جميع العوامل الحسابية بكلمة const حيثما كان ذلك مناسباً.
main.cpp: اقرأ أربعة أعداد صحيحة من المدخلات تمثل مبلغين ماليين (dollars1، cents1، dollars2، cents2 في أسطر منفصلة). أنشئ كائنين من نوع Money، ثم استعرض جميع عوامل التشغيل الخاصة بك:
- اطبع "Amount 1: " متبوعاً بالمبلغ الأول المعروض
- اطبع "Amount 2: " متبوعاً بالمبلغ الثاني المعروض
- اجمع المبلغين واطبع "Sum: " متبوعاً بالنتيجة
- اطرح الثاني من الأول واطبع "Difference: " متبوعاً بالنتيجة
- استخدم += لإضافة المبلغ الثاني إلى الأول، ثم اطبع "After +=: " متبوعاً بالمبلغ الأول المعدل

بالنسبة لدالة display()، استخدم std::setw(2) و std::setfill('0') من مكتبة <iomanip> لضمان ظهور السنتات دائماً برقمين (على سبيل المثال، $5.07 وليس $5.7).

قم بتحويل سلاسل الإدخال النصية إلى أعداد صحيحة باستخدام std::stoi(). لا تنسَ استخدام حراس الرأس (header guards) في ملف الرأس الخاص بك.

ورقة مرجعية

يمكن تحميل المعاملات الحسابية مثل + و - و * و / بشكل زائد (overload) لجعل الفئات المخصصة تتصرف مثل الأنواع الرقمية المدمجة. عادةً ما تعيد هذه المعاملات كائنًا جديدًا بدلاً من تعديل المعاملات الأصلية.

يجب تمييز المعاملات الحسابية الأساسية بكلمة const لأنها لا تعدل أيًا من المعاملين:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    return Fraction(
        numerator * other.denominator + other.numerator * denominator,
        denominator * other.denominator
    );
}

معاملات التعيين المركبة مثل += و -= تعدل المعامل الأيسر وتعيد مرجعًا (reference) إليه:

Fraction& operator+=(const Fraction& other) {
    numerator = numerator * other.denominator + other.numerator * denominator;
    denominator = denominator * other.denominator;
    return *this;
}

من الممارسات الشائعة تنفيذ المعاملات الأساسية بدلالة معاملات التعيين المركبة لتقليل تكرار الكود:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    Fraction result = *this;    // نسخ هذا الكائن
    result += other;            // استخدام التعيين المركب
    return result;
}

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Money.h"

using namespace std;

int main() {
    // قراءة المدخلات لمبلغين ماليين
    string line;
    
    getline(cin, line);
    int dollars1 = stoi(line);
    
    getline(cin, line);
    int cents1 = stoi(line);
    
    getline(cin, line);
    int dollars2 = stoi(line);
    
    getline(cin, line);
    int cents2 = stoi(line);
    
    // TODO: إنشاء كائنين من نوع Money باستخدام قيم المدخلات
    
    // TODO: طباعة "Amount 1: " متبوعة بالمبلغ الأول المعروض
    
    // TODO: طباعة "Amount 2: " متبوعة بالمبلغ الثاني المعروض
    
    // TODO: جمع المبلغين وطباعة "Sum: " متبوعة بالنتيجة
    
    // TODO: طرح المبلغ الثاني من الأول وطباعة "Difference: " متبوعة بالنتيجة
    
    // TODO: استخدام += لإضافة المبلغ الثاني إلى الأول، ثم طباعة "After +=: " متبوعة بالمبلغ الأول المعدل
    
    return 0;
}