面向对象程序的设计实验

./实验一C++基础1.1实验目的1．了解并熟悉开发环境,学会调试程序；2．熟悉C++中简单的标准输入输出函数的使用方法；3．理解const修饰符的作用并学会应用；4．理解内联函数的优缺点并学会其使用场合；5．理解并学会函数重载；6．理解并熟练掌握使用new和delete来分配内存；7．理解并熟练掌握引用的使用方法.1.2实验内容1.2.1程序阅读1．理解下面的程序并运行,然后回答问题.#include<iostream.h>intmax_def<intx,inty>{ return<x>y?x:y>;}intmax_def<intx,inty,intz>{ inttemp=0; return<temp=<x>y?x:y>>>z?temp:z;}doublemax_def<doublex,doubley>{ return<x>y?x:y>;}intmain<>{ intx1=0; intx2=0; doubled1=0.0; doubled2=0.0; x1=max_def<5,6>; x2=max_def<2,3,4>; d1=max_def<2.1,5.6>; d2=max_def<12.3,3.4,7.8>;① cout<<"x1="<<x1<<endl; cout<<"x2="<<x2<<endl; cout<<"d1="<<d1<<endl; cout<<"d2="<<d2<<endl;② return1;}问题一：上述程序的输出结果是什么？问题二：用的是哪个函数？答：调用的函数是intmax_def<intx,inty,intz>{ inttemp=0; return<temp=<x>y?x:y>>>z?temp:z;}问题三：②处的输出结果为什么是d2=12,而不是d2=12.3？答：因为①处调用的是整型函数,d2在此函数中被转换为整型,小数点后面被删除.2．理解下面的程序并运行,然后回答问题.#include<iostream.h>intmain<>{ int*p1=newint;① int*p2=newint<0>;② char*p3=newchar[10];③ return1;}问题一：①、②、③处动态申请内存分别代表什么意思？答：①new动态分配存放一个整数的内存空间,并将其首地址赋给指针变量p1；②new动态分配存放一个整数的内存空间,并对其初始化赋值为0,并将其首地址赋给指针变量p2；③new动态分配存放10个字符型数组元素的内存空间,并将其首地址赋给指针变量p3.问题二：该程序存在什么不合理的地方？.答：程序结束时没有将分配的空间释放,应该使用delete函数释放内存.3．理解下面的程序并运行,然后回答问题.#include<iostream.h>voidswap<inta,intb>{ inttemp=a; a=b; b=temp;}voidswap<int*a,int*b>{ inttemp=*a; *a=*b; *b=temp;}intmain<>{ inti=5; intj=10; cout<<"Beforeswap:i="<<i<<",j="<<j<<endl; swap<i,j>;① cout<<"Afterthefirstswap:i="<<i<<",j="<<j<<endl; swap<&i,&j>;② cout<<"Afterthesecondswap:i="<<i<<",j="<<j<<endl; return1;}问题一：输出结果是什么？问题二：①处函数调用不能实现两个数的交换,而②可以,原因是什么？答：①处调用的函数只是交换了局部变量a和b,并没有改变i和j的值；②处调用的函数使用了引用形参,i和j的值随着此处调用的函数中a和b的对换而对换.问题三：②处调用的是哪个函数？答：调用的函数是voidswap<inta,intb>{ inttemp=a; a=b; b=temp;}1.2.2程序设计1．定义两个重名函数,分别求出两点间平面距离和空间距离.#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intdistance<intx1,inty1,intx2,inty2>{doubledis;dis=sqrt<<x1-x2>*<x1-x2>+<y1-y2>*<y1-y2>>;cout<<dis<<endl;returndis;}intdistance<intx1,inty1,intx2,inty2,intz1,intz2>{doubledis;dis=sqrt<<x1-x2>*<x1-x2>+<y1-y2>*<y1-y2>+<z1-z2>*<z1-z2>>;cout<<dis<<endl;returndis;}voidmain<>{int a;inti,j,k,l,q,w,e,r,t,y;cout<<"请输入平面两点坐标："<<endl;cin>>i>>j>>k>>l;a=distance<i,j,k,l>;cout<<"请输入空间两点坐标"<<endl;cin>>q>>w>>e>>r>>t>>y;a=distance<q,w,e,r,t,y>;}设计一个函数：exch<>,当调用exch<a,b,c>时,将a赋值给b,b赋值给c,c赋值给a,要求采用引用的方式来实现.#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;voidexch<int&m,int&n,int&p>{ inttemp=p; p=n; n=m; m=temp;}intmain<>{ inta=1,b=2,c=3; cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<"c="<<c<<endl; exch<a,b,c>; cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<"c="<<c<<endl; return0;}1.3思考题自己设计一个程序,测试指向常量的指针,常指针,指向常量的常指针之间的区别.#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain<>{ inta=10; intconst*p=&a; cout<<a<<endl; cout<<*p<<endl; intb=20;}我们可以改变指针变量p所指向的内容,而不能改变p的地址空间,如添加上p=&b;我们就会发现编译错误！指向常量的指针const——int*p,特点是指针所保存的地址可以改变,然而指针所指向的值却不可以改变.同理,当添加*p=b时,会发生编译错误！指向常量的常指针constintconst*p特点是指针所保存的地址不可变,指针所指向的数值也不可变.编写一个函数,实现两个字符串变量的交换.#include<iostream>usingnamespacestd;voidExchg2<char*m,char*n>{chartmp=*m;*m=*n;*n=tmp;}voidmain<>{chara='q';charb='p'; cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<endl;Exchg2<&a,&b>;cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<endl;}实验三类和对象—构造函数与析构函数3.1实验目的1．理解this指针的作用和用法；2．掌握构造函数的定义和作用；3．掌握构造函数的使用；4．掌握拷贝构造函数的定义和使用；5．掌握构造函数的重载；6．掌握析构函数的定义和使用.3.2实验内容3.2.1程序阅读1．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include<iostream.h>classCPoint{public: voidSet<intx,inty>; voidPrint<>;private: intx; inty;};voidCPoint::Set<intx,inty>{ x=x; y=y;}voidCPoint::Print<>{ cout<<"x="<<x<<",y="<<y<<endl;}voidmain<>{ CPointpt; pt.Set<10,20>; pt.Print<>;}问题一：以上程序编译能通过吗？如果不能,原因是什么？能通过编译.问题二：以上程序的运行结构是否正确,如果不正确,分析为什么,如何改正？结果不正确,因为Set函数中的形参与类中的相同产生错误,改为voidCPoint：：Set<intm,intn>.2．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include<iostream.h>classCPerson{public: voidPrint<>;private: CPerson<>;private: intage; char*name;};CPerson::CPerson<>{}voidCPerson::Print<>{ cout<<"name="<<name<<",age="<<age<<endl;}voidmain<>{ CPersonps<23,"张三">; ps.Print<>;}问题一：以上程序存在三个错误,在不改变主函数内容的前提下,试改正该程序.#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classCPerson{public: voidPrint<>; CPerson<intm,stringn> { age=m; name=n; }private: intage; stringname;};voidCPerson::Print<>{ cout<<"name="<<name<<",age="<<age<<endl;}voidmain<>{ CPersonps<23,"张三">; ps.Print<>;}3.2.2程序设计1．设计实现一个CPoint类,满足以下要求： a．该类包含两个整型成员变量x〔横坐标和y〔纵坐标,以及一个输出函数Print<>用来输出横坐标和纵坐标,要求不可以在类的外部直接访问成员变量； b．可以采用没有参数的构造函数初始化对象,此时的成员变量采用默认值0； c．可以采用直接输入参数的方式来初始化该类的成员变量；#include<iostream>#include<ioamanip>usingnamespacestd;classCPoint{public: voidprint<>; CPoint<>{x=0;y=0;} point<intx1,inty1>; intGetX<>{returnx;} intGetY<>{returny;}private: intx; inty;};voidCPoint::print<>{ cout<<x<<setw<6><<y<<endl;}CPoint::point<intx1,inty1>{ x=x1; y=y1;}voidmain<>{CPointp; CPoint<>;p.print<>; p.point<1,2>; p.print<>; p.GetX<>; p.GetX<>;}3.3思考题1．设计一个CStudent〔学生类,并使CStudent类具有以下特点： a．有学生姓名、学号、程序设计、信号处理、数据结构三门课程的成绩； b．全部信息由键盘输入； c．通过成员函数统计学生平均成绩,当课程数量增加时,成员函数无须修改仍可以求取平均成绩； d．输出学生的基本信息、各科成绩与平均成绩； e．学生对象用链表存储； f．统计不及格学生人数.#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<string.h>#defineN3#defineM3classCStudent{public: voidsetstudent<char*name,char*sn,floatscore[N]>; voidshowstudent<>;private: charSname[10]; charSno[8]; floatScore[3]; floatAvg; floatSum; intcount;};voidCStudent::setstudent<char*name,char*sn,floatscore[N]>{ inti; floatSum=0.0; intcount=0; strcpy<Sname,name>; strcpy<Sno,sn>; for<i=0;i<N;i++> { Score[i]=score[i]; count++; } for<i=0;i<3;i++> { Sum=Sum+Score[i]; } Avg=Sum/count;}voidCStudent::showstudent<>{ inti; cout<<Sname<<setw<16><<Sno<<setw<10>; for<i=0;i<3;i++> cout<<Score[i]<<setw<10>; cout<<setw<12><<Avg<<endl;}voidmain<>{ inti,j,k=0; charname[10],no[8]; floatscore[N]; for<j=1;j<=M;j++> {cout<<"pleaseinputstudent["<<j<<"]name"<<setw<6>; cin>>name; cout<<"pleaseinputstudent["<<j<<"]no"<<setw<6>; cin>>no; cout<<"pleaseinputstudent["<<j<<"]score"; for<i=0;i<N;i++> cin>>score[i]; CStudentS1; cout<<"student["<<j<<"]name"<<setw<6><<"no"; cout<<setw<15><<"程序设计"<<setw<10><<"信号处理"<<setw<10><<"数据结构"<<setw<10><<"avg"<<endl;S1.setstudent<name,no,score>; S1.showstudent<>;if<score[i]<60> k++; }cout<<"不及格人数:"<<k<<endl;}实验五派生与继承—单基派生5.1实验目的1．理解继承的概念；2．理解公有派生、私有派生和保护派生；3．理解单基派生类中构造函数和析构函数的执行顺序.5.2实验内容5.2.1程序阅读1．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include"iostream.h"classCBase{public: CBase<inta> :a<a> { }protected: voidprint<> { cout<<"a="<<a<<endl; }private: inta;};classCDerive:publicCBase{public: voidprint<> { CBase::print<>; cout<<"b="<<b<<endl; }private: intb;};voidmain<>{ CDerived; d.print<>; CBaseb; b.print<>;}问题一：以上程序有两个错误,试指出来,并改正之.答：派生类CDerive中没有定义CDerive〔,主函数中没有给d,b对象赋值.#include"iostream.h"classCBase{public: CBase<inta> :a<a> { } voidprint<> { cout<<"a="<<a<<endl; }private: inta;};classCDerive:publicCBase{public: CDerive<inta,intc> :CBase<a> { b=c; } voidprint<> { CBase::print<>; cout<<"b="<<b<<endl; }private: intb;};voidmain<>{ CDerived<1,3>; d.print<>; CBaseb<2>; b.print<>;}2．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include"iostream.h"classCBase{public: CBase<inta> :a<a> { cout<<"basestructure"<<endl; } ~CBase<> { cout<<"basedestructure"<<endl; } voidprint<> { cout<<"a="<<a<<endl; }protected: inta;};classCDerive:publicCBase{public: CDerive<inta,intb,intc> :CBase<a>,b<b>,c<c> { cout<<"derivestructure"<<endl; } ~CDerive<> { cout<<"derivedestructure"<<endl; } voidprint<> { CBase::print<>; cout<<"b.a="<<b.a<<endl; cout<<"c="<<c<<endl; }private: CBaseb; intc;};voidmain<>{ CDerived<1,2,3>;① d.print<>;}问题一：以上程序的输出结果是什么,为什么？答：程序错误,不能输出结果."cout<<"b.a="<<b.a<<endl;"这个语句中调用了基类中的保护参数a.问题二：①处语句执行完后,d.b.a的值为多少？答：b.a=2.实验七多态性—函数与运算符重载7.1实验目的1．理解静态联编和动态联编的概念；2．掌握成员函数方式运算符重载；3．掌握友元函数方式运算符重载；4．掌握++、--、=运算符的重载.7.2实验内容7.2.1程序阅读1．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include"iostream.h"classCComplex{public: CComplex<> { real=0; imag=0; } CComplex<intx,inty> { real=x; imag=y; } intreal; intimag; CComplexoperator+<CComplexobj1>① { CComplexobj2<real+obj1.real,imag+obj1.imag>; returnobj2; }};voidmain<>{ CComplexobj1<100,30>; CComplexobj2<20,30>; CComplexobj; obj=obj1+obj2;② cout<<obj.real<<endl; cout<<obj.imag<<endl;}问题一：①处的运算符重载,为什么该函数的返回值要设计成CComplex类型？答：运算符重载函数的返回值与其操作类的类型相同.问题二：②处的运算符重载函数调用就相当于"obj=operator+<obj1,obj2>;",请问CComplex类中的运算符重载函数为什么只有一个参数？答：因为另一个参数是隐含调用,是CComplex类的当前对象.它通过this指针隐含地进行传递.2．理解下面的程序并运行,然后回答后面的问题.#include"iostream.h"classCComplex{public: CComplex<> { real=0.0; imag=0.0; } CComplex<floatx,floaty> { real=x; imag=y; } CComplexoperator+<CComplex&obj1,CComplex&obj2> { CComplexobj3<obj1.real+obj2.real,obj1.imag+obj2.imag>; returnobj3; } CComplex&operator++<CComplex&obj> { obj.real+=1; obj.imag+=1; returnobj; } voidprint<> { cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; }private: floatreal; floatimag;};CComplex&operator--<CComplex&x>{ x.real-=1; x.imag-=1; returnx;}voidmain<>{ CComplexobj1<2.1,3.2>; CComplexobj2<3.6,2.5>; cout<<"obj1="; obj1.print<>; cout<<"obj2="; obj2.print<>; CComplexobj3=obj1+obj2; cout<<"befor++,obj3="; obj3.print<>; ++obj3; cout<<"after++,obj3="; obj3.print<>; --obj3; cout<<"after--,obj3="; obj3.print<>; CComplexobj4=++obj3; cout<<"obj4="; obj4.print<>;}问题一：以上程序中的三个运算符重载都有错误,试改正并分析输出结果.#include"iostream.h"classCComplex{public: CComplex<> { real=0.0; imag=0.0; } CComplex<floatx,floaty> { real=x; imag=y; } CComplexoperator+<CComplex&obj1> { CComplexobj2<real+obj1.real,imag+obj1.imag>; returnobj2; } friendCComplexoperator++<CComplex&obj> { obj.real+=1; obj.imag+=1; returnobj; } CComplexoperator--<>; voidprint<> { cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; }private: floatreal; floatimag;};CComplexCComplex::operator--<>{ real-=1; imag-=1; return<*this>;}voidmain<>{ CComplexobj1<2.1,3.2>; CComplexobj2<3.6,2.5>; cout<<"obj1="; obj1.print<>; cout<<"obj2="; obj2.print<>; CComplexobj3=obj1+obj2; cout<<"befor++,obj3="; obj3.print<>; ++obj3; cout<<"after++,obj3="; obj3.print<>; --obj3; cout<<"after--,obj3="; obj3.print<>; CComplexobj4=++obj3; cout<<"obj4="; CComplexobj4.print<>;}结果：obj1=2.1+3.2;obj2=3.1+2.5;obj3=5.7+5.7;after++obj3=1.7+1.7;after--obj3=5.7+5.7;obj4=1.7+1.7;7.2.2程序设计把7.2.1中第一道题的程序改造成采取友元函数重载方式来实现"+"运算符,并采取友元函数重载方式增加前置和后置"++"以及"--"运算符重载,并设计主函数来验证重载运算符的用法.#include<iostream>usingnamespacestd;{ public: CComplex<> { real