Sobrecarga de operadores aritméticos

Parte de la sección Programación Orientada a Objetos del Journey de C++ de Coddy. Lección 41 de 104.

Los operadores aritméticos como +, -, * y / suelen sobrecargarse para hacer que las clases personalizadas se comporten como tipos numéricos integrados. Estos operadores normalmente devuelven un objeto nuevo en lugar de modificar los operandos.

Aquí tienes una clase Fraction con operadores aritméticos:

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);
    }
};

Observa que ambos operadores están marcados como const porque no modifican ninguno de los operandos. Crean y devuelven una nueva Fraction con el resultado.

Para operadores de asignación compound como +=, el patrón es diferente. Estos modifican el operando izquierdo y devuelven una referencia a él:

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

Una práctica común es implementar el operador básico en términos de la asignación compound, reduciendo la duplicación de código:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    Fraction result = *this;    // Copia este objeto
    result += other;            // Usa la asignación compuesta
    return result;
}

Este enfoque garantiza que ambos operadores se mantengan coherentes y facilita el mantenimiento.

Desafío

Fácil

Construyamos una clase Money que gestione cálculos de moneda mediante la sobrecarga de operadores aritméticos. Implementarás varios operadores aritméticos que te permitirán trabajar con valores monetarios de forma tan natural como con números normales.

Crearás dos archivos para organizar tu código:

Money.h: define una clase Money que almacena un amount en cents (como un int) para avoid issues de precisión de punto flotante. Tu clase debe admitir:
- Un Constructor que recibe dollars y cents como integers separados
- Un getter getDollars() que devuelve la parte en dollars
- Un getter getCents() que devuelve la parte en cents (0-99)
- Los operadores + y - sobrecargados, que devuelven un nuevo objeto Money
- Los operadores de assignment compound += y -= sobrecargados, que modifican el objeto current y devuelven una referencia a él
- Un método display() que muestra el dinero en el format $X.YY (siempre dos dígitos para cents)
Implementa los operadores básicos (+ y -) en términos de los operadores de assignment compound para reducir la duplication de código, como se muestra en la lección. Todos los operadores aritméticos deben marcarse como const cuando corresponda.
main.cpp: lee cuatro integers de la input que representan dos amounts monetarios (dollars1, cents1, dollars2, cents2 en líneas separadas). Crea dos objetos Money y después demuestra todos tus operadores:
- Muestra "Amount 1: " seguido del first amount displayed
- Muestra "Amount 2: " seguido del second amount displayed
- Suma los dos amounts y muestra "Sum: " seguido del resultado
- Resta el segundo al first y muestra "Difference: " seguido del resultado
- Usa += para add el second amount al first; después muestra "After +=: " seguido del first amount modificado

Para el método display(), usa std::setw(2) y std::setfill('0') de <iomanip> para garantizar que cents siempre se muestren con dos dígitos (por ejemplo, $5.07, no $5.7).

Convierte las cadenas de input a integers usando std::stoi(). No olvides los header guards en tu archivo de encabezado.

Pruébalo tú mismo

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

using namespace std;

int main() {
    // Lee la entrada de dos cantidades de dinero
    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: Crea dos objetos Money con los valores de entrada
    
    // TODO: Imprime "Amount 1: " seguido de la primera cantidad mostrada
    
    // TODO: Imprime "Amount 2: " seguido de la segunda cantidad mostrada
    
    // TODO: Suma las dos cantidades e imprime "Sum: " seguido del resultado
    
    // TODO: Resta la segunda de la primera e imprime "Difference: " seguido del resultado
    
    // TODO: Usa += para sumar la segunda cantidad a la primera, luego imprime "After +=: " seguido de la primera cantidad modificada
    
    return 0;
}