Mathematische Vektoroperationen

2 Lösungen

#287

Anfänger - C++ von thunderbird - 28.04.2020 um 21:51 Uhr

Erstellen Sie ein Programm/ eine Funktion, mit der Vektorberechnungen durchgeführt werden können.
"Vektor" soll eine eigens erstellte Klasse sein, die aus 3 Fließkommazahlen bestehen.
Zudem beinhaltet die Klasse "Vektor" eine Methode zur Skalarmultiplikation, Addition, Subtraktion, Division und um das Kreuzprodukt zu berrechnen.
Erstellen Sie zur Darstellung eine Ausgabemethode.

Hinweis:
- Anstatt neue Methoden zu erstellen, können (sofern möglich) bereits vorhandene überladen werden.
- Mathematische Rechenregeln unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Vektor

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von JKooP (18090 Punkte) - 30.04.2020 um 17:41 Uhr

CPP_Aufgabe_287_Vektoren.cpp

C-Code

#include "Vektor.h"

int main()
{
    auto v1 = Vektor(3, 7, 6);
    auto v2 = Vektor(2, 5, 3);
    auto skalar = 3;

    auto summe = v1 + v2;
    cout << summe  << endl;

    auto differenz = v2 - v1;
    cout << differenz << endl;

    auto produkt = v1 * v2;
    cout << produkt << endl;

    auto skalarProdukt = skalar * v1;
    cout << skalarProdukt << endl;

    auto skalarQuotient = v2 / skalar;
    cout << skalarQuotient << endl;

    auto kreuzProdukt = v1 / v2;
    cout << kreuzProdukt << endl;
}

Vektor.h

C-Code

#pragma once
#include <iostream>
#include <ostream>
using namespace std;

class Vektor
{
private:
    Vektor() {}
    double X1 = 0, X2 = 0, X3 = 0;

public:
    Vektor(double x1, double x2, double x3) { X1 = x1; X2 = x2; X3 = x3; };

    friend Vektor operator +(Vektor const&, Vektor const&);
    friend Vektor operator -(Vektor const&, Vektor const&);
    friend Vektor operator *(double const&, Vektor const&);
    friend double operator *(Vektor const&, Vektor const&);
    friend Vektor operator /(Vektor const&, Vektor const&);
    friend Vektor operator /(Vektor const&, double const&);
    friend ostream& operator<<(ostream& os, Vektor const&);
};

Vektor.cpp

C-Code

#include "Vektor.h"

// Ausgabe als Vektor
ostream& operator<<(ostream& os, Vektor const& v)
{
    return os << v.X1 << ", " << v.X2 << ", " << v.X3;
};

// Addition
Vektor operator +(Vektor const& v1, Vektor const& v2)
{
    return Vektor(v1.X1 + v2.X1, v1.X2 + v2.X2, v1.X3 + v2.X3);
};

// Subtraktion
Vektor operator -(Vektor const& v1, Vektor const& v2)
{
    return Vektor(v1.X1 - v2.X1, v1.X2 - v2.X2, v1.X3 - v2.X3);
};

// Skalar- Multiplikation
Vektor operator *(double const& skalar, Vektor const& v)
{
    return Vektor(v.X1 * skalar, v.X2 * skalar, v.X3 * skalar);
};

// Multiplikation
double operator *(Vektor const& v1, Vektor const& v2)
{
    return v1.X1 * v2.X1 + v1.X2 * v2.X2 + v1.X3 * v2.X3;
};

// Kreuzprodukt
Vektor operator /(Vektor const& v1, Vektor const& v2)
{
    return Vektor(v1.X2 * v2.X3 - v1.X3 * v2.X2, v1.X3 * v2.X1 - v1.X1 * v2.X3, v1.X1 * v2.X2 - v1.X2 * v2.X1);
};

// Skalar- Division
Vektor operator /(Vektor const& v,double const& skalar)
{
    return Vektor(v.X1 / skalar, v.X2 / skalar, v.X3 / skalar);
};