2023年面向?qū)ο蟪绦蛟O計(C++) 實驗指導書

實驗1類和對象1.1實驗目的和規(guī)定(1）理解類和對象的概念,掌握聲明類和定義對象的方法。(2)掌握構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的實現(xiàn)方法。(3)初步掌握使用類和對象編制C++程序。(４)掌握對象數(shù)組、對象指針和striｎg類的使用方法。（5)掌握使用對象、對象指針和對象引用作為函數(shù)參數(shù)的方法。(6)掌握類對象作為成員的使用方法。(７)掌握靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和靜態(tài)成員函數(shù)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實驗內(nèi)容和環(huán)節(jié)輸入下列程序／/ｔesｔ４－1.cpp#incluｄｅ＜iosｔream＞usiｎgnａmespacｅstd;ｃlassCooｒdiｎate{pｕblic：Coorｄinate(iｎtx１，ｉntｙ1){x=ｘ1；ｙ=y1;}Ｃoordinate(Coordinate＆p);~Cooｒdｉｎａt(yī)e(){coｕｔ<<”Dｅstruｃｔｏrｉscａｌleｄed\n”;}inｔgｅtｘ(）{returnx；}intｇｅｔy(）{reｔurny;}private:ｉntｘ,ｙ;};Cｏorｄinａt(yī)e:：Coordinate(Ｃoordiｎate&p){ｘ＝ｐ.x;y=ｐ.y；cｏut<<”coｐy-inｉｔｉaliｚationConｓｔrｕctｏｕｉscaｌｌed\n”;}intｍain(){Cooｒdiｎatｅｐ1（3，4);Ｃoｏｒｄｉnａt(yī)ep2(p1);Cooｒdiｎａt(yī)ｅp3=p２;cｏｕt＜＜”p3=(“<＜p3．getx（)＜<”,”<＜p3.ｇｅty（)<<”）\n”；reｔｕｒｎ（0);}寫出程序的運營結(jié)果。將Ｃoordinatｅ類中帶有兩個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)進行修改,在函數(shù)體內(nèi)增添下述語句:ｃout<＜”Cｏｎstruｃtoriｓcａlｌed．＼n”;寫出程序的運營結(jié)果,并解釋輸出結(jié)果。(３）按下列規(guī)定進行調(diào)試:在主函數(shù)體內(nèi),添加下列語句：Cｏoｒdinatep4;Cｏorｄinａt(yī)ａp５(２）;調(diào)試程序時會出現(xiàn)什么錯誤?為什么?如何對已有的構(gòu)造函數(shù)進行適當修改？(4）通過以上第(2)步和第（3）步的修改后，結(jié)合運營結(jié)果分析:創(chuàng)建不同的對象時會調(diào)用不同的構(gòu)造函數(shù)。２．設計一個4*4魔方程序，讓魔方的各行值的和等于各列值的和,并且等于兩對角線值的和。例如一下魔方:313５25９2１1９151７13１12372729１各行、各列以及對角線值的和都是6４．【提醒】求4＊4魔方的一般環(huán)節(jié)如下：（１)設立初始魔方的起始值和相鄰元素之間的差值。例如上述魔方的初始魔方的起始值（fｉrst)和相鄰元素之間的差值(step)分別為:first=1ｓteｐ=2(2)設立初始魔方元素的值。例如上述魔方的初始魔方為:1357９11１３151719２１232527２93１（3）生成最終魔方。方法如下：=１\*GB3①求最大元素值與最小元素值的和suｍ，該實例的suｍ是:1+31=32=2＼*GB3②用３2減去初始魔方所有對角線上元素的值,然后將結(jié)果放在本來的位置，這樣就可求得最終魔方。本例最終魔方如下:3１3５259２1１915１7131１２37２７2９1本題的魔方類magｉc的參考框架如下：clasｓｍaｇｉc{pｕbliｃ:voidｇetdaｔａ();vｏidsetfirstmaｇic();voidｇｅneｒａt(yī)emagic()；voｉdｐrintmagic();ｐrivａt(yī)e：intm[４][４]；intｓtｅp；ｉnｔfirｓt；inｔｓuｍ;}；3.設計一個用來表達直角坐標系的Ｌocaｔｉoｎ類，在主程序中創(chuàng)建類Loｃａｔioｎ的兩個對象Ａ和Ｂ,規(guī)定Ａ的坐標點在第3象限,B的坐標在第2象限,分別采用成員函數(shù)和友元函數(shù)計算給定兩個坐標點之間的距離，規(guī)定按如下格式輸出結(jié)果：A(x１，ｙ1),B(x2,y2)Ｄistance1＝d1Diｓtaｎcｅ1＝ｄ2其中:ｘ1、x2、y1、ｙ２為指定的坐標值,ｄ1和d2為兩個坐標點之間的距離?！咎嵝选款怢oｃation的參考框架如下:clａssLｏｃation{ｐublic:Ｌocａt(yī)ioｎ(doublｅ,douｂle）;dｏubleGetｘ（)ｄoubleGety()douｂｌeｄistanｃｅ(Locatｉon&);frｉenｄdｏubledｉstａncｅ(Locatiｏn&,Location&);priｖａt(yī)e:doublex,ｙ；};4.聲明一個Student類,在該類中涉及一個數(shù)據(jù)成員score（分數(shù)）、兩個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員total_scｏre(總分）和couｎt(學生人數(shù)）;還涉及一個成員函數(shù)aｃｃount()用于設立分數(shù)、累計學生成績之和、累計學生人數(shù),一個靜態(tài)成員函數(shù)sｕm()用于返回學生的成績之和，另一個靜態(tài)成員函數(shù)aｖeraｇe()用于求全班成績的平均值。在main函數(shù)中，輸入某班同學的成績，并調(diào)用上述函數(shù)求出全班學生的成績之和和平均分。5.使用C＋+的strinｇ類，將５個字符串按逆轉(zhuǎn)后的順序顯示出來。例如，逆轉(zhuǎn)前的5個字符串是:GermａnyＪapanAmｅrｉcａBritａinFｒaｎce按逆轉(zhuǎn)后的順序輸出字符串是:FrancｅBritａinＡmericaJａpaｎGermany?實驗2派生類與繼承2.1實驗目的和規(guī)定(1)掌握派生類的聲明方法和派生類構(gòu)造函數(shù)的定義方法。(2)掌握不同繼承方式下，基類成員在派生類中的訪問屬性。(3）掌握在繼承方式下，構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序與構(gòu)造規(guī)則。（４)學習虛基類在解決二義性問題中的作用。2.2實驗內(nèi)容與環(huán)節(jié)·1．輸入下列程序。//test４_１.cｐp＃include＜iosｔream＞usingｎamespaceｓtｄ;claｓsBase{ｐｕblｉc：voidｓetｘ（ｉnti){x=i;}Intgeｔx(){retｕrnx;}public:ｉntｘ;};cｌasｓDeriｖｅd:pｕｂlｉcBase{public:voiｄｓety(ｉntｉ){y=i;}intgety(){returｎy;}vｏidｓｈoｗ()｛cｏut<<”Base::x=”<＜x<＜ｅｎdl；}ｐublic:inｔｙ；}；intmａｉn(){Derｉvedbｂ;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<＜”Dｅrived:：ｙ=”<＜bb.ｇety(）<＜endl;returｎ0；}寫出程序的運營結(jié)果。(2)按以下規(guī)定,對程序進行修改后再調(diào)試，指出調(diào)試中犯錯的因素。=1\*GB3①將基類Ｂasｅ中數(shù)據(jù)成員x的訪問權(quán)限改為ｐrivａt(yī)ｅ時，會出現(xiàn)哪些錯誤?為什么?=2＼*ＧB3②將基類Bａse中數(shù)據(jù)成員ｘ的訪問權(quán)限改為prｏｔｅｃted時,會出現(xiàn)哪些錯誤？為什么？=３\*ＧＢ3③在源程序的基礎(chǔ)上,將派生類Ｄeｒｉｖed的繼承方式改為privａt(yī)e時,會出現(xiàn)哪些錯誤？為什么？=4\*GＢ３④在源程序的基礎(chǔ)上，將派生類Ｄeriveｄ的繼承方式改為ｐrotｅcted時,會出現(xiàn)哪些錯誤？為什么?2.編寫一個學生和教師的數(shù)據(jù)輸入和顯示程序。學生數(shù)據(jù)有編號、姓名、性別、年齡、系別和成績，教師數(shù)據(jù)有編號、姓名、性別、年齡、職稱和部門。規(guī)定將編號、姓名、性別、年齡的輸入和顯示設計成一個類Perｓｏn,并作為學生類Stｕｄｅｎｔ和教師類Teachｅｒ的基類。供參考的類結(jié)構(gòu)如下：clａｓsPerｓoｎ{.．.};cｌassＳｔudｅｎt：ｐublicPerｓｏn{．..};claｓsTeacher:pｕbｌicPｅｒson｛．..｝；3.按規(guī)定閱讀、編輯、編譯、調(diào)試和運營以下程序。（1)閱讀、編輯、編譯、調(diào)試和運營以下程序，并寫出程序的運營結(jié)果。//test4＿3_１.cpｐ＃ｉｎｃludｅ＜iｏsｔream>#iｎcｌude<sｔring>uｓingnamｅspacestｄ;claｓsMyAｒraｙ{public:ＭyArraｙ(intleｎｇ）;~MyＡrraｙ{};vｏidInｐut();vｏidDisplay(ｓtring);ｐｒｏteｃtｅｄ：ｉnt＊alｉｓt;intlength;};MｙArraｙ::ＭyArray（iｎtｌｅng）{ｉf(leｎｇ<=0）{cout<＜”errorlength”;exｉｔ(1）；}alｉst=newiｎｔ[ｌｅｎg];length=ｌｅng;if（ａlisｔ==ＮULL){ｃout＜<”ａｓsiｇnfaiｌｕrｅ”;exit（１);}cｏｕt<<”ＭyＡrrａy類對象已創(chuàng)建?！?lt;<endｌ；}ＭyArray::~MｙAｒraｙ()｛deｌｅte[]alist；ｃouｔ＜<”ＭｙAｒray類對象被撤消?！?lt;<eｎdl;}vｏidMyArray:：Dｉsplａｙ(stringstr){inti；ｉｎt＊p=aｌist;cｏut<<stｒ<<length<<”個整數(shù)：“;ｆｏｒ(i=0;ｉ<lengｔｈ；i++，ｐ++)cｏut<<*p<<””;ｃout<＜eｎｄｌ;}ｖoidMｙＡｒraｙ::Input{｝{cout＜＜”請鍵盤輸入”＜<leｎgth<＜”個整數(shù):”;inti；int＊ｐ=alist；fｏｒ(ｉ=0;i<ｌeｎgtｈ;i＋+,p++)cｉn>>＊ｐ；}intmａｉn(）{MyArｒaｙａ（5)；a.Iｎput(）;a.Ｄisplａy(“顯示已輸入的”);rｅｔurn0;}(2)聲明一個類SorｔArray繼承類ＭyArray,在該類中定義一個函數(shù)，具有將輸入的整數(shù)從小到大進行排序的功能。【提醒】在第（1)步的基礎(chǔ)上可增長下面的參考框架：ｃｌasｓSortArray:publicＭyArｒａｙ{publｉｃ:voidSoｒt（）;SｏrtAｒｒay(ｉnｔｌeｎg）:MｙAｒｒａy(leｎｇ）{cout＜<”SoｒｔArray類對象已創(chuàng)建。”<＜ｅndl;｝ｖｉｒtual～SoｒtＡrｒay（);}；SortArray：:~ＳortAｒrａy(){cｏut＜<”SｏrtＡrrａy類對象被撤消?！?lt;<endl;｝voidSｏrtArraｙ::Soｒt(）｛／／請自行編寫Ｓort函數(shù)的代碼，將輸入的整數(shù)從小到大排序。}/／并將主函數(shù)修改為：inｔｍａin（）｛SoｒｔAｒrａya(5);s.Input();s.Dｉｓplａy(“顯示排序以前的”)；s.Sort();s.Ｄiｓplay(“顯示排序以后的”)；rｅturn0;｝聲明一個類ReArray繼承類MｙArｒａy，在該類中定義一個函數(shù)，具有將輸入的整數(shù)進行倒置的功能。【提醒】在第(1）步的基礎(chǔ)上可增長下面的參考框架:CｌaｓsReArray:pubｌicMyArrａy{Pｕblｉｃ：Vｏidｒevｅｒsｅ();ReArray(ｉntlｅng)；Ｖｉrtual~ReArrａy(）；};請讀者自行編寫構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和倒置函數(shù)ReArray，以及修改主函數(shù)。(3)聲明一個類ＡverＡｒｒａy繼承類ＭyArray，在該類中定義一個函數(shù)，具有求輸入的整數(shù)平均值的功能?！咎嵝选吭诘?1）步的基礎(chǔ)上增長下面的參考框架:ｃlassAｖerAｒray:publiｃＭyArｒaｙ｛Publiｃ:AvｅrArraｙ(ｉntｌｅng);~AveｒArray();ＤoublｅAver();｝; 請讀者自行編寫構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和求平均值函數(shù)Ａvｅｒ(求解整數(shù)的平均值),以及修改主函數(shù)。聲明一個ＮewArray類,同時繼承了類SoｒtＡrray,ReArｒay和AverArｒａｙ,使得類NewArray的對象同時具有排序、倒置和求平均值的功能。在繼承的過程中聲明MyArrａy為虛基類,體會虛基類在解決二義性問題中的作用。實驗3多態(tài)性３.1實驗目的和規(guī)定（１）了解多態(tài)性的概念。(2)掌握運算符重載的基本方法。（３)掌握虛函數(shù)的定義和使用方法。 (4)掌握純虛函數(shù)和抽象類的概念和用法。3.２實驗內(nèi)容與環(huán)節(jié)1．分析并調(diào)試下列程序,寫出程序的輸出結(jié)果,并解釋輸出結(jié)果。/／test５_1.cpｐ＃inｃlｕde<iostｒeａm>usingnamespacesｔｄ；clａsｓB{public：vｉrtuaｌｖoidf1（doubleｘ){cout<<”B::f１(ｄouｂle)”<<x＜<enｄl;}voiｄf2(doｕｂlｅx){coｕt<<”B::f2(ｄｏublｅ）”<<2*x<<enｄl；}voidｆ3（dｏublex){coｕt＜＜”B：:ｆ3(ｄouble)”<<3*ｘ<＜ｅndl;}}ｃlassD：publｉcB{publiｃ:vｉrｔualvoidf１(dｏublex){couｔ<<”Ｄ:：f1(doｕble)”＜<x<<ｅndl;}voidf2(doublｅx){ｃouｔ<<”D：:f2(dｏｕble）”<<2*ｘ＜＜enｄl;}vｏidｆ3(dｏｕｂleｘ){coｕt＜<”D:：ｆ３（dｏｕbｌe)”<<3*x<<enｄｌ;}｝;iｎtmain（)｛Dd;B*pb=&d;D＊pｄ=＆ｄ；pb-＞f1(1．23）;ｐb->f1(1.２3)；pｂ->f2（１．23);ｐb-＞f3(1.2３);pb->ｆ3（3.1４);retuｒn０;}2．編寫一個程序，其中設計一個時間類Tｉme,用來保存時、分、秒等私有數(shù)據(jù)成員，通過重載操作符“+”實現(xiàn)兩個時間的相加。規(guī)定將小時范圍限制在大于等于0,分鐘范圍限制在0～5９，秒鐘范圍限制在0～59秒?！咎嵝选繒r間類Time{puｂlic：Timｅ(inth＝0，intm=0,ｉntｓ=０);Timeoｐerator+(Ｔime&）;voiddisptｉmｅ(sｔring);private:ｉnｔｈouｒse;ｉntminｕtｅs；intseconｄs;};3.給出下面的抽象基類coｎtaｉner;classconｔainer{proｔｅcted:doubleraｄiuｓ；ｐubｌｉｃ:ｃontaｉneｒ(doｕblｅｒaｄius1);virtuａldｏｕbｌｅsurfacｅ_ａrea()=0;vｉrtｕaldｏｕｂｌevoｌuｍe()=0;};規(guī)定建立3個繼承contaｉneｒ的派生類cubｅ、spherｅ與cylinｄer，讓每一個派生類都包含虛函數(shù)surｆａce＿ａrea()和voluｍe()，分別用來計算正方體、球體和圓柱體的表面積及體積。規(guī)定寫出主程序，應用C++的多態(tài)性，分別計算邊長為6．0的正方體、半徑為5.0的球體，以及半徑為5.0和高為6.０的圓柱體的表面積和體積。４．編寫一個程序,用于進行集合的并、差和交運算。例如輸入整數(shù)集合{95436７}和{24６9｝,計算出它們進行集合的并、差和交運算后的結(jié)果?！咎嵝选靠捎靡韵卤磉_式實現(xiàn)整數(shù)集合的基本運算：s1＋s2兩個整數(shù)集合的并運算s1-ｓ2兩個整數(shù)集合的差運算s1*s2兩個整數(shù)集合的交運算參考以下Set類的框架,用于完畢集合基本運算所需的各項功能。cｌassset{puｂlic：seｔ:：set（）;vｏidset::iｎput(ｉntｄ）;ｉnｔset：:length(）；intset::geｔd（intｉ);voiｄset::ｄiｓp（);ｓｅtset::ｏｐeratｏr+(seｔs1);sｅtseｔ:：operａt(yī)or-(sets1);seｔｓet:：ｏperａt(yī)or*（sets１);ｓetsｅｔ::operator=（sets１);protected:intlen;inｔs［MAＸ］；};實驗4模板與異常解決4．1實驗目的和規(guī)定(1）對的理解模板的概念。（2)掌握函數(shù)模板和類模板的聲明和使用方法。（3）學習簡樸的異常解決方法。４．2實驗內(nèi)容和環(huán)節(jié)1.分析并調(diào)試下列程序，寫出運營結(jié)果并分析因素。（1）/／teｓt６_1＿1.ｃpｐ＃includｅ<iostｒｅａm>ｕsinｇnaｍespacestd;template＜tyｐｅnameT>Tmａx(Ｔx，Tｙ）{returｎx>y?x:ｙ;}ｉｎtmaｘ（inta,ｉｎｔb）{ｒeｔurnａ>b?a:b;}ｄoubｌeｍax(doubleａ，doubleｂ){ｒｅｔｕrna>ｂ?a:b;}intmａin()｛cout＜<”max(‘３’,’7’)is“<＜ｍax(‘3’，return0;}(２)//teｓt6＿1＿2.cｐp#inｃlude＜iｏsｔreａm＞uｓiｎgｎamespaｃeｓtd;intｍａx(intａ,inｔb）{rｅturna>b?a:ｂ；}doubｌemaｘ(ｄouｂlｅa,doubｌｅb){returna＞b？a：ｂ;}iｎtmａin(){ｃoｕt＜<”max(‘３’,’7’)is“<<max(‘3’,retｕrｎ０;｝編寫一個求任意類型數(shù)組中最大元素和最小元素的程序,規(guī)定將求最大元素和最小元素的函數(shù)設計成函數(shù)模板。編寫一個程序,使用類模板對數(shù)組元素進行排序、倒置、查找和求和?！咎嵝选吭O計一個類模板temｐｌate＜classＴype>ｃｌasｓAｒray｛...｝;具有對數(shù)組元素進行排序、倒置、查找和求和功能，然后產(chǎn)生類型實參分別為int型和double型的兩個模板類，分別對整型數(shù)組與雙精度數(shù)組完畢所規(guī)定的操作。編寫一個程序，求輸入數(shù)的平方根。設立異常解決，對輸入負數(shù)的情況給出提醒。實驗5C++的流類庫與輸入輸出5．１實驗目的和規(guī)定(1）掌握C++格式化的輸入輸出方法。(2）掌握重載運算符“<<”和“>>”的方法。(３)掌握磁盤文獻的輸入輸出方法。５.2實驗內(nèi)容和環(huán)節(jié)1．下面給出的test7_1_1．ｃpp程序用于打印九九乘法表,但程序中存在錯誤。請上機調(diào)試，使得此程序運營后，可以輸出如下所示的九九乘法表。*12345678911224336944812165５１0152０２56６1２1824303677142１2835424９881６2432404８5６64991８273６45５463728１//teｓt7_1＿1.cpp#iｎcｌuｄe＜ioｓtreaｍ＞＃ｉncｌude<iｏmａｎip＞usｉnｇnamespacｅ