《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

西安交通大學(xué)《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院： 電子與信息工程學(xué)院班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)3x班學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 一、 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)1.1基本概念面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是通過對(duì)類、子類和對(duì)象等的設(shè)計(jì)來體現(xiàn)的，類是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)的核心。類：定義了對(duì)象特征以及對(duì)象外觀和行為的模板。類的特征：封裝性：隱藏了類中對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)或操作細(xì)節(jié)，只看到外表信息。繼承性：任何類都可以從其它已有的類中派生，新類保持了父類中的行為和屬性，但增加了新的功能。體現(xiàn)了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的共享機(jī)制。多態(tài)性：相同的操作可作用于多種類型的對(duì)象上，并獲得不同的結(jié)果。抽象性：提取一個(gè)類或?qū)ο笈c眾不同的特征，而不對(duì)該類或?qū)ο蟮乃行畔⑦M(jìn)行處理。基類：系統(tǒng)本身提供的類稱為基類?；惏ㄈ萜黝惡涂丶?。容器類是其他對(duì)象的集合，如表格、選項(xiàng)按鈕組；控件類是單一的對(duì)象，不包含其他對(duì)象，如命令按鈕、文本框。子類：以其他類定義為起點(diǎn)，對(duì)某一對(duì)象所建立的新類。新類將繼承任何對(duì)父類所做的修改。二、 C++語言基礎(chǔ)2.1C++既可以用于面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，也可用于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。C++對(duì)C的增強(qiáng)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：對(duì)原來的面向過程機(jī)制做了擴(kuò)充。增加了面向?qū)ο蟮臋C(jī)制。學(xué)習(xí)C++之后，既可以進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行面向過程的程序設(shè)計(jì)。2.2為了與C兼容，C++保留了C語言中的一些規(guī)定，例如頭文件的文件名，以C語言里頭文件的擴(kuò)展名是.h,許多C++編譯系統(tǒng)保留了這種擴(kuò)展名，近年推出的C++編譯系統(tǒng)新版本，推出了一批不帶擴(kuò)展名的頭文件如iostream，string，cmath等。為了兼容C++仍允許使用帶擴(kuò)展名的頭文件。由于C語言無命名空間，因此使用帶擴(kuò)展名的頭文件時(shí)不用usingnamespacestd。2.3C++相對(duì)與c程序來說變化不大。頭文件從原來的studio.h文件變成了iostream標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流文件，從而輸入輸出方式也從printf、Seanf，變成cin、eout。雖然cin、eout輸入輸出方式簡(jiǎn)單，但格式設(shè)計(jì)不方便，而且耗時(shí)較大。本質(zhì)上，c++與c程序區(qū)別不大，兩者主要區(qū)別在于C++使用全新的面向?qū)ο笏枷搿?.4C++基本數(shù)據(jù)類型有整數(shù)類型（int）、字符類型（char）、浮點(diǎn)類型（float）和雙精度類型（double）、布爾類型（bool）、空類型（void）六種類型。2.5C++中的表達(dá)式有算術(shù)表達(dá)式（+、-、*、/、％）、賦值表達(dá)式（=）、增量表達(dá)式（++和--）、關(guān)系表達(dá)式（＞、＜、＞=、＜=、！=）、邏輯表達(dá)式（!、&&、||）、條件表達(dá)式（操作數(shù)1?操作數(shù)2：操作數(shù)3）、逗號(hào)表達(dá)式（操作數(shù)1,操作數(shù)2，?…操作數(shù)n）。2.6C++中的基本語句有空語句（｛｝）、表達(dá)式語句、聲明語句、條件（if）語句、switch語句、循環(huán)語句（for循環(huán)語句、while循環(huán)語句、do-while循環(huán)語句、break語句、continue語句）。三、類和對(duì)象1類是一個(gè)全新的概念，與c程序中結(jié)構(gòu)體類似，但與其不同的是類中自帶類內(nèi)函數(shù)且在類中數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)的類型分為三種： public、private、protected,這三種數(shù)據(jù)類型有不同的訪問權(quán)限：public可以被外界直接調(diào)用，而private與protected需要通過函數(shù)才能被使用。類對(duì)象：在C++中，對(duì)象是類的實(shí)際變量。對(duì)象的使用格式有對(duì)象名.數(shù)據(jù)成員名/成員函數(shù)名（實(shí)參表）。在類的外部，只有公有數(shù)據(jù)成員和公有成員函數(shù)才可以通過類的對(duì)象進(jìn)行訪問，而私有數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)只能在類的內(nèi)部被訪問。3.2構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)：構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)使類對(duì)象能夠輕松被創(chuàng)建和撤銷。構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建類對(duì)象，初始化類成員，析構(gòu)函數(shù)撤銷類對(duì)象。它們是類的特殊成員函數(shù)。3.3對(duì)象數(shù)組與對(duì)象指針：對(duì)象數(shù)組就是每一個(gè)數(shù)組元素都是類的對(duì)象的數(shù)組，對(duì)象指針就是用于存放對(duì)象地址的變量。對(duì)象數(shù)組定義的一般格式是類名對(duì)象數(shù)組名［下標(biāo)表達(dá)式］，使用方法是對(duì)象數(shù)組名［下表表達(dá)式］.成員名，對(duì)象指針的聲明方式是類名*對(duì)象指針名。四、靜態(tài)成員與友元4.1在類定義中，類的成員可以用關(guān)鍵字static聲明為靜態(tài)的，這些成員就是靜態(tài)成員，它被這類所有對(duì)象共享。類的私有成員只能在類的內(nèi)部被訪問，在外部要訪問時(shí)，友元機(jī)制提供了很好的途徑和方法。4.2（a）友元函數(shù)：不是類的成員函數(shù)，在外部定義時(shí)，不需要加上（：：）。在聲明為友元函數(shù)時(shí)，需要在其函數(shù)名前加上關(guān)鍵字friend。（b）友元成員：一個(gè)類的成員函數(shù)要聲明為另一個(gè)類的友元函數(shù)時(shí)，必須要先定義這個(gè)類。（c）友元類：友元類的聲明方法是在另一個(gè)類中加入形如“friendclass類名"的語句。當(dāng)一個(gè)類做另一個(gè)類的友元時(shí)，友元類中的所有成員函數(shù)都可以訪問另一個(gè)類的所有成員（包括私有成員）。五、 派生類與繼承5.1繼承是在已有類的基礎(chǔ)上創(chuàng)建新類的過程，新類就是派生類，已有類就是基類。派生類不僅可以繼承基類的功能，而且還能對(duì)基類的功能進(jìn)行擴(kuò)充、修改或重定義。5.2派生類：派生類有三種繼承方式，公有繼承（public）、私有繼承（private）、保護(hù)繼承（protect）o對(duì)于public繼承，基類的public和protect成員分別繼承為派生類的public和protect成員，基類的private成員在派生類中被隱藏。5.3繼承：繼承有單一繼承和多重繼承兩種方式。單繼承的定義格式是class派生類名：繼承方式基類名｛...｝。多重繼承的聲明方式是class派生類名：繼承方式1基類名1，繼承方式2基類名2，......，繼承方式n基類名n｛...｝。在C++中，要使公共基類只產(chǎn)生一個(gè)拷貝，應(yīng)該把這個(gè)基類聲明為虛基類。使用關(guān)鍵字virtual，語法形式是class派生類名：virtual繼承方式基類名｛...｝。六、 多態(tài)性6.1多態(tài)：多態(tài)性是指用一個(gè)名字定義不同的函數(shù)，這些函數(shù)執(zhí)行不同但又類似的操作。這樣可以極大地提高代碼利用效率。6.2重載：函數(shù)重載，c++允許定義多個(gè)同名函數(shù)，只要這些函數(shù)屬于不同的類或有不同的參數(shù)列表（類型，個(gè)數(shù)或不同類型參數(shù)的順序至少有一個(gè)不同）。在調(diào)用重載函數(shù)時(shí)，為某類操作取一個(gè)通用的名字，而由編譯器解決具體由哪個(gè)函數(shù)來執(zhí)行。（析構(gòu)函數(shù)無法重載）運(yùn)算符重載：通過運(yùn)算符重載可以使運(yùn)算符在不同的上下文有不同的含義，便于程序功能的實(shí)現(xiàn)與修改。三大原則：重載不改變優(yōu)先級(jí)重載不改變運(yùn)算符操作數(shù)個(gè)數(shù)重載不能創(chuàng)造新運(yùn)算符6.3模板：模板可以利用以下的代碼實(shí)現(xiàn)TemplatevclassT>\\class也可以換為typename函數(shù)模板：模板函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同類型的函數(shù)運(yùn)用同種功能。模板的使用可以進(jìn)行顯示實(shí)例化與隱式實(shí)例化，同時(shí)，函數(shù)模板也可以進(jìn)行重載。類模板：定義一個(gè)類模板是以關(guān)鍵字template開始，定義格式是：templatevclass類型參數(shù)〉七、:函數(shù)七、:函數(shù)當(dāng)通過基類指針或引用將派生類對(duì)象作為基類使用時(shí)，覆寫機(jī)制會(huì)失效，即只能訪問基類中定義的成員。定義虛函數(shù)的方法是Virtual返回類型 函數(shù)名 （參數(shù)表）{、函數(shù)體}在派生類中重新定義時(shí)，該函數(shù)的函數(shù)原型（包括返回類型，函數(shù)名，參數(shù)列表）必須與基類中的函數(shù)原型完全相同。注意，一個(gè)類的構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)可以為虛函數(shù)。八、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1?輸入3個(gè)整數(shù)，按由小到大的順序輸出輸入輸出格式如下：輸入：213輸出：123設(shè)計(jì)程序如下：#include<iostream>usingnamespacestd;intmain（）{inta,b,c,*p1,*p2,*p3,*p;cin?a?b?c;p1二&a;p2二&b;p3=&c;if(a>b){p=p2;p2=p1;p1=p;}C:\Users\tian\Desktop\c-i-+\1.exeC:\Users\tian\Desktop\c-i-+\1.exeelse{if(b>c){p二p3;p3二p2;p2二p;}if(a>c){p=p3;p3=p2;p2=p;}}cout<<*p1<<""<<*p2<<""<<*p3;return0;}E13H.23ProcessFeturned0<0x0>executiontime: 323sPressanykeytocontinue.搜狗拼音輸入法全：2?輸入3個(gè)字符串，按由小到大的順序輸出輸入輸出格式如下輸入cbaabcbac輸出abcbaccba設(shè)計(jì)程序如下：#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;intmain(){stringa1,a2,a3,temp;cin?a1?a2?a3;if(a1>a2){temp=a1;a1=a2;a2=temp;}if(a3<a2){if(a3<a1)cout<<a3<<endl<<a1<<endl<<a2;elsecout<<a1<<endl<<a3<<endl<<a2;}elsecout<<a1<<endl<<a2<<endl<<a3;

return0;}3.寫一函數(shù)，將一個(gè)3X3的矩陣轉(zhuǎn)置提示：矩陣可存放到二維數(shù)組中，用指針完成數(shù)的交換（swap）操作輸入輸出示例如下輸入1234567895869設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){inti,j,t;inta[3][3],(*p)[3],*q;for(i=0;i〈3;i++)for(j=0;j〈3;j++)cin〉〉a[i][j];p=a;q=a[0];for(i=0;i<3;i++)for(j=i;j<3;j++){t=*(q+3*i+j);*(q+3*i+j)=*(q+3*j+i);*(q+3*j+i)=t; }for(p=a;p<a+3;p++){q=*p;cout〈〈*q〈〈"";q++;cout〈〈*q〈〈"";q++;cout〈〈*q〈〈endl; }return0;}寫一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)字符串的比較。即自己寫一個(gè)strcmp函數(shù)，函數(shù)原型為intstrcmp(char*pl,char*p2)設(shè)pl指向字符串si,p2指向字符串s2。要求當(dāng)s1=s2時(shí)，返回值為0;若slHs2時(shí)，返回它們二者第1個(gè)不同字符的ASCII碼差值(如“BOY”與“BAD”，第2個(gè)字母不同,“0”與“A”之差為79-65=14)。如果s1〉s2，則輸出正值；如果s1〈s2,則輸出負(fù)值。當(dāng)1個(gè)字符串為另一個(gè)字符串從第一個(gè)字符開始的字串時(shí)，如diffculty和diffcult，輸出y的ASCII碼值。輸入輸出實(shí)例如下輸入BOYBAD設(shè)計(jì)程序如下:#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){chara[100],b[100];char*x,*y;intk;intstrcmp(char*p,char*o);cin〉〉a〉〉b;x=a;y=b;k=strcmp(x,y);cout〈＜k;return0;}intstrcmp(char*p,char*o){inti,k;k=0;(*(o+i)!二(*(o+i)!二'\0');i+=l){if(*(p+i)==*(o+i))k=0;else{k=*(p+i)-*(o+i);break;}}returnk;}編寫C++風(fēng)格的程序，輸出100以內(nèi)的所有素?cái)?shù)。主：各個(gè)素?cái)?shù)之間用空格隔開。設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){intn,r,i;for(n=2;n〈=100;n++){for(i=2;i<=n-1;i++){r=n%i;if(r==0)break;}if(i>=n-1)cout〈〈n〈〈""}return0;編寫C++風(fēng)格的程序，實(shí)現(xiàn)10個(gè)整數(shù)的冒泡排序(按遞增的順序)。。注：輸出的整數(shù)之間用空格隔開。設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){inta[10];inti,j,t;for(i=0;i〈10;i++){cin〉〉a[i];}for(i=0;i〈9;i++){for(j=0;j〈9-i;j++){if(a[j]〉a[j+l]){t二a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;}}}for(i=0;i〈10;i++)cout〈〈a[i]〈〈""return0;編程求三個(gè)數(shù)（假定這三個(gè)數(shù)中可以有兩個(gè)或三個(gè)數(shù)相同）的最大公約數(shù)與最小公倍數(shù)。例如：輸入：101220輸出260設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;{cin〉〉a〉〉b〉〉c;intgys(inti,intj);x二gys(gys(a,b),c);t=gys(a,b);y=a*b/t;t=gys(y,c);z=y*c/t;cout〈〈x〈〈endl〈〈z;return0;}intgys(inti,intj){intt;while(i!=0){t二j%i;j=i;i=t;}return(j);}用遞歸的方法求n!。例如：輸入5輸出120設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){intn,y;cin〉〉n;y二fac(n);cout〈〈y;return0;}intfac(intn){intf;if(n<0)cout〈〈"dataerror";elseif(n==0||n==1)f=1;elsef=fac(n-1)*n;return(f);}n個(gè)人圍成一圈，順序排號(hào)。從第1個(gè)人開始報(bào)數(shù)（從1到3報(bào)數(shù)），凡是報(bào)到3的人退出圈子，問最后留下的是原來第幾號(hào)的那位。（用指針實(shí)現(xiàn)）例如：輸入8輸出7設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;{inti,k,m,n,num[50],*p;cin〉〉n;p二num;for(i=0;i〈n;i++)*(p+i)二i+1;i=0;k=0;m=0;while(m〈nT){if(*(p+i)!=0)k++;if(k==3){*(p+i)=0;k=0;m++;}i++；if(i==n)i=0;

while(*p==0)p++；cout〈〈*p;return0;}建立一個(gè)鏈表（可以存放10個(gè)整數(shù)），給鏈表結(jié)點(diǎn)賦值，并輸出。例如：輸入98765432110輸出98765432110設(shè)計(jì)程序如下:#include〈iostream〉usingnamespacestd;structform{intnum;structform*next;}；intmain(){structforma,b,c,d,e,f,g,h,i,j,*head,*p;cin〉〉a.num〉〉b.num〉〉c.num〉〉d.num〉〉e.num〉〉f.num〉〉g.num〉〉h.num〉〉i.num〉〉j.num;head二&a;next二&b;next二&c;next二&d;next二&e;next二&f;next二&g;next二&h;next二&i;next二&j;next二NULL;p二head;do{cout〈〈p-〉num〈〈"";p=p->next;}while((p-〉next)!二NULL);cout〈〈p-〉num;return0;}11?有n個(gè)整數(shù)，使其前面各數(shù)順序向后移m個(gè)位置，最后m個(gè)數(shù)變成最前面的m個(gè)數(shù)(用指針實(shí)現(xiàn))。例如：輸入：812436567827113輸出2711124365678設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉usingnamespacestd;intmain(){int*p,a[50],i,j,k,n,m;p=a;cin〉〉n;for(i=0;i〈n;i++)cin〉〉*(p+i);cin〉〉k;m=k%n;for(i=0;i<m;i++)cout〈〈*(p+n—m+i)〈〈""p=a;for(i=0;i〈n-m;i++)cout〈〈*(p+i)〈〈""return0;}12.設(shè)計(jì)并定義一個(gè)矩形類(Rectangle),屬性為矩形的左下與右上角的坐標(biāo)，操作為計(jì)算矩形的周長(zhǎng)和面積。例如:輸入輸出設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉#include<math.h〉usingnamespacestd;classjuxing{private:intlength,width;public:juxing(inta,intb){length二a;width二b;}juxing(constjuxing&p){length二p.length;width二p.width;}voidprint(){intC,S;C=2*(length+width);S=length*width;cout〈〈C〈〈''〈〈S〈〈endl;}~juxing(){}}；intmain(){inta,b,c,d,L,W;cin〉〉a〉〉b〉〉c〉〉d;L二fabs(a-c);W二fabs(b-d);juxingA(L,W);A.print();return0;15.設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)校在冊(cè)人員類(Person)。數(shù)據(jù)成員包括：身份證號(hào)(IdPerson)，姓名(Name)，性別(Sex)，生日1(Birthday)和家庭住址(HomeAddress)數(shù)據(jù)類型均為字符串，字符串長(zhǎng)度均為20。成員函數(shù)包括人員信息的錄入和顯示。還包括構(gòu)造函數(shù)與拷貝構(gòu)造函數(shù)。設(shè)計(jì)一個(gè)合適的初始值。輸入：610111788664369950張三男1992.03.12西安交通大學(xué)輸出:610111788664369950張三男1992.03.12西安交通大學(xué)設(shè)計(jì)程序如下：#include<iostream〉#include〈string〉usingnamespacestd;classPersonpublic:Person(){}//缺省構(gòu)造函數(shù)Person(stringi,stringn,strings,stringb,stringh):idperson(i),name(n),sex(s),birthday(b),homeaddress(h){}//含參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)Person(Person&p)//復(fù)制構(gòu)造函數(shù){idperson二p.idperson;name二;sex二p.sex;birthday二p.birthday;homeaddress二p.homeaddress;}voidset_info();//信息錄入voiddis_info();//信息顯示private:stringidperson;stringname;stringsex;stringbirthday;stringhomeaddress;};voidPerson::set_info(){cin〉〉idperson〉〉name〉〉sex〉〉birthday〉〉homeaddress;}voidPerson::dis_info(){cout〈〈idperson〈〈""〈〈name〈〈""〈〈sex〈〈""<<birthday〈〈""〈〈homeaddress〈〈endl;}intmain(){Persona;a.set_info();a.dis_info();return0;}17.構(gòu)造一個(gè)日期時(shí)間類(Timedate),數(shù)據(jù)成員包括年、月、日和時(shí)、分、秒，函數(shù)成員包括設(shè)置日期時(shí)間和輸出時(shí)間，并完成測(cè)試。(包括用構(gòu)造函數(shù)和普通成員函數(shù)來設(shè)置日期時(shí)間值)設(shè)計(jì)程序如下：#include〈iostream〉#include〈ctime〉usingnamespacestd;classTimeDate{private:intyear;intmon;intmday;inth;intm;ints;public:TimeDate(){cout〈〈"construetingTimeDate..."〈〈endl;tm*dt;time_tcurr;curr=(time(0));dt二localtime(&curr);year二dt-〉tm_year+1900;mon=dt-〉tm_mon+l;mday=dt-〉tm_mday;h=dt-〉tm_hour;m=dt-〉tm_min;s=dt-〉tm_sec;}TimeDate(inta,intb,intc,intd,inte,intf){year二a;mon=b;mday=c;h=d;m=e;s=f;}~TimeDate(){cout〈〈"destruetingTimeDate..."〈〈endl;voidshow(){cout〈〈year〈〈'-'〈〈mon〈〈'-'〈〈mday〈〈" "〈〈h〈〈"："〈〈m〈〈"："〈〈s〈〈endl;}}；intmain(){TimeDatecurr;curr.show();TimeDatea(2014,3,12,12,30,45);a.show();return0;}18、編寫一個(gè)程序設(shè)計(jì)一個(gè)汽車類vehicle,包含的數(shù)據(jù)成員有車輪個(gè)數(shù)wheels和車重weight.小車類car是它的私有派生類，其中包含載人數(shù)passenger_load.卡車類truck是vehicle的私有派生類，其中包含載人數(shù)passenger_load和載重量payload,每個(gè)類都有相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出方法。程序設(shè)計(jì)：#include〈iostream〉usin