산술 연산자 오버로딩

Coddy C++ 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨 — 104개 중 41번째.

+, -, *, /와 같은 산술 연산자는 사용자 정의 클래스가 내장 숫자 타입처럼 동작하도록 하기 위해 흔히 오버로드됩니다. 이러한 연산자들은 일반적으로 피연산자를 수정하는 대신 새로운 객체를 반환합니다.

산술 연산자가 포함된 Fraction 클래스입니다:

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);
    }
};

두 연산자 모두 피연산자를 수정하지 않으므로 const로 표시되어 있음에 유의하세요. 이들은 결과를 담은 새로운 Fraction을 생성하여 반환합니다.

+=와 같은 복합 대입 연산자의 경우, 패턴이 다릅니다. 이들은 왼쪽 피연산자를 수정하고 그에 대한 참조를 반환합니다:

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

일반적인 관행은 복합 대입 연산자를 사용하여 기본 연산자를 구현함으로써 코드 중복을 줄이는 것입니다:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    Fraction result = *this;    // 이 객체를 복사합니다
    result += other;            // 복합 대입 연산자를 사용합니다
    return result;
}

이 접근 방식은 두 연산자 모두 일관성을 유지하도록 보장하며 유지보수를 더 쉽게 만듭니다.

챌린지

쉬움

산술 연산자 오버로딩을 사용하여 통화 계산을 처리하는 Money 클래스를 만들어 보겠습니다. 일반 숫자처럼 자연스럽게 금액 값을 다룰 수 있도록 여러 산술 연산자를 구현하게 됩니다.

코드를 구성하기 위해 두 개의 파일을 생성합니다:

Money.h: 부동 소수점 정밀도 문제를 피하기 위해 금액을 센트 단위(int)로 저장하는 Money 클래스를 정의합니다. 클래스는 다음을 지원해야 합니다:
- 달러와 센트를 별도의 정수로 받는 생성자
- 달러 부분을 반환하는 게터 getDollars()
- 센트 부분(0-99)을 반환하는 게터 getCents()
- 새로운 Money 객체를 반환하는 오버로드된 + 및 - 연산자
- 현재 객체를 수정하고 그 참조를 반환하는 오버로드된 += 및 -= 복합 대입 연산자
- 금액을 $X.YY 형식으로 출력하는 display() 메서드 (센트는 항상 두 자리로 표시)
강의에서 보여준 것처럼 코드 중복을 줄이기 위해 기본 연산자(+ 및 -)를 복합 대입 연산자를 사용하여 구현하세요. 모든 산술 연산자는 적절한 경우 const로 표시되어야 합니다.
main.cpp: 입력에서 두 개의 금액을 나타내는 4개의 정수(각 줄에 dollars1, cents1, dollars2, cents2)를 읽습니다. 두 개의 Money 객체를 생성한 다음 모든 연산자를 시연합니다:
- "Amount 1: "를 출력한 후 첫 번째 금액을 표시합니다.
- "Amount 2: "를 출력한 후 두 번째 금액을 표시합니다.
- 두 금액을 더하고 "Sum: "을 출력한 후 결과를 표시합니다.
- 첫 번째 금액에서 두 번째 금액을 빼고 "Difference: "를 출력한 후 결과를 표시합니다.
- +=를 사용하여 두 번째 금액을 첫 번째 금액에 더한 다음, "After +=: "를 출력하고 수정된 첫 번째 금액을 표시합니다.

display() 메서드의 경우, <iomanip>의 std::setw(2)와 std::setfill('0')을 사용하여 센트가 항상 두 자리로 표시되도록 하세요 (예: $5.7이 아닌 $5.07).

std::stoi()를 사용하여 입력 문자열을 정수로 변환하세요. 헤더 파일에 헤더 가드를 포함하는 것을 잊지 마세요.

치트 시트

+, -, *, /와 같은 산술 연산자는 사용자 정의 클래스가 내장 숫자 타입처럼 동작하도록 오버로드될 수 있습니다. 이러한 연산자들은 일반적으로 피연산자를 수정하는 대신 새로운 객체를 반환합니다.

기본 산술 연산자는 두 피연산자 중 어느 것도 수정하지 않으므로 const로 표시되어야 합니다:

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

+= 및 -=와 같은 복합 대입 연산자는 왼쪽 피연산자를 수정하고 그에 대한 참조를 반환합니다:

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

일반적인 관행은 코드 중복을 줄이기 위해 복합 대입 연산자를 사용하여 기본 연산자를 구현하는 것입니다:

Fraction operator+(const Fraction& other) const {
    Fraction result = *this;    // 이 객체를 복사합니다
    result += other;            // 복합 대입을 사용합니다
    return result;
}

직접 해보기

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

using namespace std;

int main() {
    // 두 개의 금액에 대한 입력을 읽습니다
    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: 입력된 값으로 두 개의 Money 객체를 생성합니다
    
    // TODO: "Amount 1: "을 출력한 뒤 첫 번째 금액을 표시합니다
    
    // TODO: "Amount 2: "를 출력한 뒤 두 번째 금액을 표시합니다
    
    // TODO: 두 금액을 더하고 "Sum: "을 출력한 뒤 결과를 표시합니다
    
    // TODO: 첫 번째 금액에서 두 번째 금액을 빼고 "Difference: "를 출력한 뒤 결과를 표시합니다
    
    // TODO: +=를 사용하여 첫 번째 금액에 두 번째 금액을 더한 다음, "After +=: "를 출력하고 수정된 첫 번째 금액을 표시합니다
    
    return 0;
}