面向对象程序设计(C++)实验指导书.doc

1、实验 1 类和对象1.1实验目的和要求(1) 理解类和对象的概念，掌握声明类和定义对象的方法。(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+程序。(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。1.2实验内容和步骤1. 输入下列程序/test4-1.cpp#includeusing namespace std;class Coordinate public: Co

2、ordinate(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 Constructou is calledn”;int main() Coordinate p1(3,4); Coordi

3、nate p2(p1); Coordinate p3=p2; cout”p3=(“p3.getx()”,”p3.gety()”)n”; return(0);(1) 写出程序的运行结果。copy-initialization Constructou is calledcopy-initialization Constructou is calledp3 =(3,4)Destructor is callededDestructor is callededDestructor is calleded(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”C

4、onstructor is called.n”;写出程序的运行结果，并解释输出结果。Constructor is called.copy-initialization Constructou is calledcopy-initialization Constructou is calledp3 =(3,4)Destructor is callededDestructor is callededDestructor is calleded（3）按下列要求进行调试： 在主函数体内，添加下列语句：Coordinate p4;Coordinata p5(2);调试程序时会出现什么错误？为什么？如何对

5、已有的构造函数进行适当修改？调用函数时找不到对应的函数，因为没有定义不含参数的函数，和只含一个参数的构造函数，所以调用函数时找不到这样的函数，应该给构造函数赋初值。Coordinate(int x1=0,int y1=0)（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。/test4-1.cpp#includeusing namespace std;class Coordinate public: Coordinate(int x1=0,int y1=0) x=x1; y=y1;coutConstructor is called.n;Coor

6、dinate(Coordinate &p);Coordinate() coutDestructor is callededn; int getx() return x; int gety() return y;private: int x,y;Coordinate:Coordinate(Coordinate &p) x=p.x; y=p.y; coutcopy-initialization Constructou is calledn;int main() Coordinate p1(3,4); Coordinate p2(p1); Coordinate p3=p2;Coordinate p4

7、;Coordinate p5(2);cout201240420224李后浪n; coutp3=(p3.getx(),p3.gety()n; return(0);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的和。例如一下魔方：31 3 5 259 21 19 1517 13 11 237 27 29 1各行、各列以及对角线值的和都是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

8、值。例如上述魔方的初始魔方为： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31（3）生成最终魔方。方法如下： 求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。本例最终魔方如下： 31 3 5 25 9 21 19 15 17 13 11 23 7 27 29 1本题的魔方类magic的参考框架如下： class magic public: void getdata(); void setfirstmagic(); void generatemag

9、ic(); void printmagic();private: int m44; int step; int first; int sum;3.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) Distance1=d1 Distance1=d2其中：x1、x2、y1、y2为指定的坐标值，d1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 Loc

10、ation public: Location(double,double); double Getx() double Gety() double distance(Location &); friend double distance (Location &,Location &); private: double x,y; 4.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

11、绩之和，另一个静态成员函数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。5.使用C+的string类，将5个字符串按逆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2 派生类与继承2.1实验目的和要求(1) 掌握派生类的声明方法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，

12、构造函数与析构函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。2.2实验内容与步骤1.输入下列程序。/test4_1.cpp#includeusing namespace std;class Basepublic:void setx(int i)x=i;Int getx()return x;public:int x;class Derived:public Basepublic:void sety(int i)y=i;int gety()return y;void show()cout”Base:x=”xendl;public:inty;int main()Derived

13、 bb;bb,setx(16);bb.sety(25);bb.show();cout”Base:x=”bb.xendl;cout”Derived:y=”bb.yendl;cout”Base:x=”bb.getx()endl;cout”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？在源程序的基础上，将派生类Deriv

14、ed的继承方式改为private时，会出现哪些错误？为什么？在源程序的基础上，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.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。供参考的类结构如下：class Person.;class Student:public Person.;class Teacher:public Person.;3.按要求阅读、编

15、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。 /test4_3_1.cpp#include#includeusing namespace std;class MyArraypublic: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=l

16、eng;if(alist=NULL)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;coutstrlength”个整数：“；for(i=0;ilength;i+,p+)cout*p”;coutendl;void MyArray:Inputcout”请键盘输入”length”个整数:”;int i;int *p =alist;f

17、or(i=0;i*p;int main()MyArray a(5);a.Input();a.Display(“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();SortArray:

18、SortArray()cout”SortArray类对象被撤销。”endl;void SortArray:Sort()/请自行编写Sort函数的代码，将输入的整数从小到大排序。/并将主函数修改为：int main()SortArray a(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;声明一个类ReArray继承类MyArray,在该类中定义一个函数，具有将输入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 MyArrayPubl

19、ic: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。(3) 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 MyArrayPublic:AverArray(int leng);AverArray();Double Aver();请读者自行编写构造函数、析构函数和求平均值函数Aver（求解整数的平均值），以及修改主函数

20、。(2) 声明一个NewArray类，同时继承了类SortArray,ReArray和AverArray,使得类NewArray的对象同时具有排序、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3 多态性3.1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。3.2实验内容与步骤1.分析并调试下列程序，写出程序的输出结果，并解释输出结果。/test5_1.cpp#includeusing namespace std;class Bpub

21、lic:virtual void f1 (double x)cout”B:f1(double)”xendl;void f2(double x)cout”B:f2(double)”2*xendl;void f3(double x)cout”B:f3(double)”3*xendl;class D:public Bpublic:virtual void f1(double x)cout”D:f1(double)”xendl;void f2(double x)cout”D:f2(double)”2*xendl;void f3(double x)cout”D:f3(double)”3*xf1(1.23

22、);pb-f1(1.23);pb-f2(1.23);pb-f3(1.23);pb-f3(3.14);return 0;2.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“+”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059，秒钟范围限制在059秒。【提示】时间类Timepublic:Time(int h=0,int m=0,int s=0);Time operator+(Time&);void disptime(string);private: int hourse; int minutes; int seconds; 3.给

23、出下面的抽象基类container; class container protected: double radius; public: container(double radius1); virtual double surface_area()=0; virtual double 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+的多态性，分别计算边长为6.0的正方体、半径为5.0的球

24、体，以及半径为5.0和高为6.0的圆柱体的表面积和体积。4.编写一个程序，用于进行集合的并、差和交运算。例如输入整数集合9 5 4 3 6 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】i. 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ii. 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 set public: set:set(); void set:input(int d); int set:length(); int set:getd(int

25、i); void set:disp(); set set:operator+(set s1); set set:operator-(set s1); set set:operator*(set s1); set set:operator=(set s1); protected: int len; int sMAX; ;实验 4 模板与异常处理4.1 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）学习简单的异常处理方法。4.2 实验内容和步骤 1.分析并调试下列程序，写出运行结果并分析原因。 （1） /test6_1_1.cpp #include

26、 using namespace std; template T max (T x,T y) return xy? x:y;int max(int a,int b)return ab? a:b;double max (double a,double b)return ab? a:b;int main() cout”max(3,7) is “max(3,7)endl; return 0;(2)/test6_1_2.cpp #include using namespace std;int max(int a,int b)return ab? a:b;double max (double a,dou

27、ble b)return ab? a:b;int main() cout”max(3,7) is “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 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

28、情况给出提示。实验 5 C+的流类库与输入输出5.1 实验目的和要求（1）掌握C+格式化的输入输出方法。（2）掌握重载运算符“”的方法。（3）掌握磁盘文件的输入输出方法。5.2 实验内容和步骤 1. 下面给出的test7_1_1.cpp程序用于打印九九乘法表，但程序中存在错误。请上机调试，使得此程序运行后，能够输出如下所示的九九乘法表。* 1 2 3 4 5 6 7 8 91 12 2 43 3 6 9 4 4 8 12 165 5 10 15 20 256 6 12 18 24 30 367 7 14 21 28 35 42 498 8 16 24 32 40 48 56 649 9 18

29、27 36 45 54 63 72 81/test7_1_1.cpp#include #include using namespace std;int main() int i,j; cout”*”; for(i=1;i=9;i+)couti” ”; coutendl;for(i=1;i=9;i+) couti; for(j=1;j=i;j+) Couti*j;return 0;2.下面的程序用于统计文件xyz.txt中的字符个数，请填空完成程序。 /test7_2_1.cpp #include #include using namespace std; int main() char ch;

30、int i=0;ifstream file;file.open(“xyz.txt”,ios:in);if( ) cout”xyz.txt cannot open”endl; abort();While (!file.eof() i+; cout”文件字符个数：”iendl; return 0;3.重载运算符“”，使其能够输入一件商品的信息和输出这件商品的信息。商品的信息由编号、商品名和价格。假如商品类Merchandise的框架如下：class merchandisepublic: Merchandiss(); Merchandiss(); friend istream& operator(istream& in,Merchandiss& s); friend ostream&operatormer; coutmer; return 0;4.编写一个程序，将两个文本文件连接成一个文件，然后将此文件中所有小写字母转换成大写字母，并打印出来。