C++面向对象程序设计实验指导

1、C+痼向对象程序设计实验指导书（第三版）（适用于理工科）学号：姓名：班级：指导老师：计算机系2019年7月一、实验目的和要求1 .熟悉VS2015的集成开发环境；2 .学会使用VS2015编辑、编译、连接和运行 C+®序；3 .通过运行简单的C+E序，初步了解C+硼程序的结构和特点;4 . 学会使用简单的输入输出操作。二、实验内容1. 编辑、编译、连接和运行以下的 C+取序#include<iostream>using namespace std;int main()cout<<"Hello!n"cout<<"This

2、 is a program."<<endl;return 0;2. 编译下列程序，改正所出现的错误信息，并写出输出结果。(1)#include<iostream>using namespace std;int main()cin>>a;int b=3*a;cout<<"b=<<b<<n"return 0;(2)int main()cout<<"Hello!n"cout<<"Welcome to C+!"(3)#include<

3、;iostream>using namespace std;int main()int x,y;x=5;y=6;int z=x*y;cout<<"x*y="<<z<<endl;return 0;3. 请填空完成以下程序，并上机调试正确，写出运行结果。#include<iostream>using namespace std;int add(int a,int b);int main()int x,y,sum;cout<<"Enter two numbers: ” <<n;/在下划线处填上

4、语句，完成用 cin读入x和ysum=add(x,y);cout<<” The sum is: ” <<sum<< nreturn 0;int add(int a,int b)/ 在下划线处填上语句，完成计算a与b的和并返回之实验 2 C+ 简单程序设计练习一、实验目的和要求1 .进一步熟悉VS2015的集成开发环境。2 .进一步熟悉使用VS2015编辑、编译、连接和运行 C+?序;3 .进一步熟悉C+取序的结构和编程方法；4 .了解C+软非面向对象方面对C功能的扩充与增强。二、实验内容1.编辑、编译、连接和运行以下 C十卷文件程序。1. ) #includ

5、e <iostream>using namespacestd;int add( int a, int b);int main()int x, y, sum;cout << "Enter tow numbers:" << endl;cin >> x;cin >> y;sum = add(x, y);cout << "The sum is:" << sum << endl;return 0;int add( int a, int b)int c;c = a + b

6、;return c;2. 输入以下程序，进行编译，如果有错误，请修改程序，直到没有错误，然后进 行连接和运行，并分析运行结果。#include <iostream> using namespacestd;int main()void fun( int , int &);int x, y;fun(3, x);fun(4, y);cout << "x+y=<<x+y << endl;return 0;void fun( int m, int &n)n = m* 53. 编写一个程序，用来分别求2 个整数、 3 个整数、 2

7、个双精度数和3 个双精度数的最大值。要求使用重载函数来完成。4. 编写一个程序，任意从键盘输入两个字符，能将它们按由大到小的顺序输出。要求程序中有个交换两个字符的函数，其形参是变量的引用。5. 编写一个程序，对一个整型数组的元素求和，结果使用全局变量sum存储，另 外对数组元素中的奇数求和，结果使用局部变量sum存储，在主程序中将两个结 果输出。(本题要求体会和理解作用域运算符的概念与基本使用方法)。6. 编写一个程序，声明一个双精度型指针变量，使用运算符new 动态分配一个double 型存储区，将首地址赋给该指针变量，并输入一个数到该存储区中。计算以该数为半径的圆的面积，并在屏幕上显示出来

8、，最后使用运算符delete 释放该空间。实验 3 类和对象(一)、实验目的和要求1. 理解类和对象的概念，掌握声明类和对象的方法；2. 掌握构造函数和析构函数的实现方法；3. 初步掌握使用类和对象编制C+刑序；4. 掌握对象数组、对象指针和string 类的使用方法；5. 掌握使用对象、对象指针和对象引用作为函数参数的方法；6. 掌握类对象作为成员的使用方法；7. 掌握静态数据成员和静态成员函数的使用方法；8. 理解友元的概念和掌握友元的使用方法。二、实验内容1. 输入下列程序。#include <iostream>using namespacestd;class Coordin

9、atepublic :Coordinate( int x1, int y1)x = x1;y = y1;Coordinate( Coordinate &p);Coordinate()cout << "Destructor is callededn" ;int getx()return x;int gety()return y;private :int x, y; Coordinate :Coordinate( Coordinate &p)x = p.x;y = p.y;cout << "Copy-initialization

10、 Constructor is calledn" int main()Coordinate p1(3, 4);Coordinate p2(p1);Coordinate p3 = p2;cout << "p3=(" << p3.getx() << "," << p3.gety() << ")n" ; return 0;( 1) 写出程序的运行结果；( 2) 将Coordinate 类中带有两个参数的构造函数进行修改，在函数体内增添下述语句： Cout<<”

11、 Constructor is Called.n ” ;写出程序的运行结果，并解释输出结果。( 3) 按下列要求进行调试：在主函数体内，添加下列语句：Coordinate p4;Coordinate p5（2）;调试程序时会出现什么错误？为什么？如何对已有的构造函数进行适当修改？( 4) 经过以上第（2）步和第（3）步的修改后，结合运行结果分析：创建不同的对象时会调用不同的构造函数。2. 设计一个4*4 魔方程序，让魔方的各行值的和等于各列值的和，并且等于两对角线值得和。例如以下魔方：31 3 5 259 21 19 1517 13 11 237 27 29 1各行、各列以及两对角线值的和都是

12、64。【提示】求 4*4 魔方的一般步骤如下：（ 1） 设置初始魔方的起始值和相邻元素之间的差值。例如上述魔方的初始魔方的起始值（first ）和相邻元素之间的差值（step ）分别为：first=1;step=2;（ 2） 设置初始魔方元素的值。例如上述魔方的初始魔方为：1 3 5 79 11 13 1517 19 21 2325 27 29 31（ 3） 生成最终魔方。方法如下：最大元素值与最小元素值的和sum,该实例的sum是：1+31=32 用 32 减去初始魔方所有对角线上元素的值，然后将结果放在原来的位置，这样就可求得最终魔方。本题的魔方类magic 的参考框架如下：Class m

13、agic public:void getdata();void setfirstmagic();void generatemagic();void printmagic();private:int m44;int step;int first;int sum;实验 4 类和对象(二)、实验目的和要求1. 理解类和对象的概念，掌握声明类和对象的方法；2. 掌握构造函数和析构函数的实现方法；3. 初步掌握使用类和对象编制C+刑序；4. 掌握对象数组、对象指针和string 类的使用方法；5. 掌握使用对象、对象指针和对象引用作为函数参数的方法；6. 掌握类对象作为成员的使用方法；7. 掌握静态数据

14、成员和静态成员函数的使用方法；8. 理解友元的概念和掌握友元的使用方法。二、实验内容1. 设计一个用来表示直角坐标系的Location 类，在主程序中创建类Location的两个对象A和B,要求A的坐标点在第3象限，B的坐标点在第2象限，分别 采用成员函数和友元函数计算给定两个坐标点之间的距离，要求按如下格式输出结果：A(x1,y1),B(x2,y2)Distancel=d1Distancel=d2其中：x1,y1,x2,y2为指定的坐标值，di和d2为两个坐标点之间的距离。【提示】类 Location 的参考框架如下： class Locationpublic:Location(double

15、,double);double Getx() double Gety() double distance(Location &);friend double distance(Location &,Location &);private:double x,y;2. 声明一个Student 类，在该类中包括一个数据成员score( 分数 )、两个静态数据成员 total_score( 总分 ) 和 count( 学生人数): 还包括一个成员函数account()用于设置分数、累计学生的成绩之和、累计学生人数，一个静态成员函数sum()用于返回学生的成绩之和，另一个静态成员

16、函数average() 用于求全班成绩的平均值。在main 函数中，输入某班同学的成绩，并调用上述函数求出全班学生的成绩之和和平均分。3. 使用C+勺string 类，将5个字符串按逆转转后的顺序显示出来。例如，逆转前的 5 个字符串是：Germany Japan America Britain France按逆转后的顺序输出字符串是：France Britain America Japan Germany实验 5 类的继承与派生 一、实验目的和要求1. 掌握派生类的声明和派生类构造函数的定义方法；2. 掌握不同继承方式下，基类成员在派生类中的访问属性；3. 掌握在继承方式下，构造函数与析构函

17、数的执行顺序与构造规则；4. 学习虚基类在解决二义性问题中的作用。二、实验内容1. 输入下列程序。#include <iostream>using namespacestd;class Basepublic :void setx( int i )x = i;int getx() return x;public :int x;class Derived : public Base public :void sety( int i )y = i;int gety()return y;void show()cout << "Base:x=" <<

18、; x << endl;public :int y;int main()Derived bb;bb.setx(16);bb.sety(25);bb.show();cout << "Base:x=" << bb.x << endl;cout << "Derived:y=" << bb.y << endl;cout << "Base:x=" << bb.getx() << endl;cout << "

19、;Derived:y=" << bb.gety() << endl;return 0;( 1) 写出程序的运行结果。( 2) 按以下要求，对程序进行修改后再调试，指出调试中出错的原因。 将基类Base中数据成员x的访问权限改为private时，会出现哪些错误？为什么？将基类Base中数据成员x的访问权限改为protected时，会出现哪些 错误？为什么？ 在原程序的基础上，将派生类Derived 的继承方式改为private 时，会出现哪些错误？为什么？ 在原程序的基础上，将派生类Derived 的继承方式改为protected 时，会出现哪些错误？为什么？2

20、. 编写一个学生和教师的数据输入和显示程序。学生数据有编号、姓名、性别、年龄、系别和成绩，教师数据有编号、姓名、性别、年龄、职称和部门。要求将编号、姓名、性别、年龄的输入和显示设计成一个类Person, 并作为学生类Student 和教师类Teacher 的基类。【提示】class Person;class Student:public Person.;class Teacher:public Person .;3. 按要求阅读、编辑、编译、调试和运行以下程序。( 1)阅读、编辑、编译、调试和运行以下程序，并写出程序的运行结果。#include <iostream>#include

21、 <string>using namespacestd;class MyArray public :MyArray( int leng );MyArray();void Input();void Display( string );protected :int *alist;int length;MyArray:MyArray( int leng )if ( leng <= 0) cout << "error length" ;exit(1);alist = new int leng;length = leng ;if (alist= NULL

22、)cout << "assign failure" ;exit(1);cout << "Myarray 类对象已创建。" << endl;MyArray:MyArray()delete alist;cout << "MyArray 类对象被撤销。"<< endl;void MyArray:Display( string str )int i;int *p = alist;cout <<str << length << " 个整数：

23、for (i = 0; i < length; i+, p+) cout << *p << " " ;cout << endl;void MyArray:Input()cout << "请从键盘输入" << length << " 个整数：" ;int i;int *p = alist;for (i = 0; i < length; i+, p+) cin >> *p;int main()MyArray a(5);a.Input();a.D

24、isplay( " 显示已输入的");return 0;( 2)声明一个类SortArray 继承类 MyArray, 在该类中定义一个函数，具有将输入的整数从小到大进行排序的功能。【提示】在第( 1)步的基础上可增加下面的参考框架：class SortArray : public MyArray public :void Sort();SortArray( int leng ): MyArray( leng )cout << "SortArray 类对象已创建。" << endl;virtual SortArray();Sort

25、Array :SortArray() cout << "SortArray 类对象被撤销。" << endl;void SortArray :Sort()/ 请自行编写Sort 函数代码，将输入的整数从小到大排序。/ 并将主函数修改为：int main()SortArray s(5);s.Input();s.Display( "显示排序以前的" );s.Sort();s.Display( "显示排序以后的" );return 0;(3)声明一个类ReArray继承MyArray,在该类中定义一个函数，具有将输入

26、 的整数进行倒置的功能。【提示】在第( 1)步的基础上可增加下面的参考框架：class ReArray : public MyArray public :void Reverse();ReArray( int leng );virtual ReArray();请读者自行编写构造函数、析构函数和倒置函数ReArray,以及修改主函数。(4)声明一个类 AverArray继承类MyArray,在该类中定义一个函数，具有求输入的整数平均值的功能。【提示】在第(1)步的基础上增加下面的参考框架：class AverArray : public MyArray public :AverArray( in

27、t leng );AverArray();double Aver();请自行编写构造函数、析构函数和求平均值的函数Aver,以及修改主函数.(5)声明一个 NewArray 类，同时继承了类 SortArray , ReArray 和 AverArray , 使得类NewArray的对象同时具有排列、倒置和求平均值的功能。在继承的过程中声明 MyArray 为虚基类，体会虚基类在解决二义性问题中的作用。实验6多态性与虚函数(一)一、实验目的和要求1 .了解多态性的概念；2 .掌握运算符重载的基本方法；3 .掌握虚函数的定义和使用方法；4 .掌握纯虚函数和抽象类的概念和用法。二、实验内容1 .分

28、析并调试下列程序，写成程序的输出结果，并解释输出结果#include <iostream>using namespacestd;class B public :virtual void f1( double x)cout << "B:f2(double)" << 2 * x << endl;void f2( double x)cout << "B:f2(double)" << 2* x << endl;void f3( double x)cout << &qu

29、ot;B:f3(double)" << 3 * x << endl;；class D public Bpublic :virtual void f1( double x)cout << "D:f1(double)" << x << endl;void f2( double x)cout << "D:f2(double)" << 2* x << endl;void f3( double x)cout << "D:f3(double

30、)" << 3 * x << endl;；int main()D d;B *pb = &d;D *pd = &d;pb->f1(1.23);pd->f1(1.23);pb->f2(1.23);pb->f3(1.23);pd->f3(3.14);return 0;2 .给出下面的抽象基类container:class container protected :double radius;public :container( double radiusl);virtualdouble surface_area() =

31、0;virtualdouble volume() = 0;；要求建立3个继承container 的派生类cube、sphere与cylinder ,让每一个派 生类都包含虚函数surface_area()和volume(),分别用来计算正方体、球体和 圆柱体的表面积及体积。要求写出主程序，应用C+勺多态性，分别计算边长为6.0的正方体、半径为5.0的球体，以及半径为5.0和高为6.0的圆柱体的表面 积和体积。实验7多态性与虚函数(二)一、实验目的和要求1 .了解多态性的概念；2 .掌握运算符重载的基本方法；3 .掌握虚函数的定义和使用方法；4 .掌握纯虚函数和抽象类的概念和用法。二、实验内容1

32、 .编写一个程序，其中设计一个时间类Time,用来保存时、分、秒等私有数据成员，通过重载操作符“ 十”实现两个时间的相加。要求将小时范围限制在大于 等于0分钟范围限制在0-59分，秒钟范围限制在0-59秒。【提示】时间类Time的参考框架如下：class Time public :Time(int h = 0, int m = 0, int s = 0);Time operator+ (Time &);void disptime( string ); private :int hours;int minutes;int seconds;2 .编写一个程序，用于进行集合的并、差和交运算。

33、例如输入整数集合9 5 4 36 7和2 4 6 9,计算出它们进行集合的并、差和交运算后的结果。【提示】(1)可用以下表达式实现整数集合的基本运算：s1+s2两个整数集合的并运算s1-s2两个整数集合的差运算s1*s2两个整数集合的交运算( 2)参考以下Set 类的框架，用于完成集合基本运算所需的各项功能。class Setpublic:Set:Set();void Set:input(int d);/向集合中添加一个元素int Set:length();/ 返回集合中元素的个数int Set:getd(int i);/ 返回集合中位置i 的元素void Set:disp();/ 输出集合的

34、所有元素Set Set:operator+(Set s1);/Set Set:operator-(Set s1);/Set Set:operator*(Set s1);/Set Set:operator=(Set s1);/成员运算符重载函数，实现两集合的并运成员运算符重载函数，实现两集合的差运成员运算符重载函数，实现两集合的交运成员运算符重载函数，实现两集合的赋值运算protected:int len;/ 统计集合中元素的个数int sMAX;/ 存放集合中的元素;实验 8 模板与异常处理一、实验目的和要求1. 正确理解模板的概念；2. 掌握函数模板和类模板的声明和使用方法；3. 学习简单的

35、异常处理方法。二、实验内容1. 分析并调试下列程序，写出运行结果并分析原因。( 1) #include<iostream>using namespace std;template<typename T>T max(T x,T y) /函数模板return x>y?x:y;int max(int a,int b) /非函数模板return a>b?a:b;double max(double a,double b) / 非函数模板return a>b?a:b;int main()cout<<"max('3','

36、7') is "<<max('3','7') <<endl;return 0;( 2) #include<iostream>非函数模板using namespace std; int max(int a,int b) / return a>b?a:b;double max(double a,double b) / 非函数模板return a>b?a:b;int main()cout<<"max('3','7') is "<<

37、;max('3','7') <<endl;return 0;2. 编写一个求任意类型数组中最大元素和最小元素的程序，要求将求最大元素和最小元素的函数设计成函数模板。3. 编写一个程序，使用类模板对数组元素进行排序、倒置、查找和求和。【提示】设计一个类模板Template<class Type>class Array;具有对数组元素进行排序、倒置、查找和求和功能，然后产生类型实参分别为int 型和 double 型的两个模板类，分别对整型数组与双精度数组完成所要求的操作。4. 编写一个程序，求输入数的平方根。设置异常处理，对输入负数的情况给出提示。实验 9 输入 / 输出流一、 实验目的和要求1. 掌握C+瘠式化的输入输出方法；2. 掌握重载运算符“<<”和“>>”的方法；3. 掌握磁盘文件的输入输出方法。二、实验内容1. 下面给出的程序用于打印九九乘法表，但程序中存在错误。请上机调试，