自面向对象程序设计C实验指导精简版befine.docx
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自面向对象程序设计C实验指导精简版befine
面向对象程序设计（Ｃ++）实验指导
一、实验环境
本实验基于当前主流的面向对象开发平台，编码规范遵循主流的参考规范。
二、编程语言和开发工具
C＋＋语言,开发工具不限,建议使用Ｖisuａl C＋＋6.0版本
三、编码规范（编码规范的要求）
要求遵循良好的的程序设计习惯来设计实验和编写代码。
（注:
如果你将程序的很多功能全部放在一个长长的mａin（）主函数中实现，这样的程序设计和编码风格会被扣分,请将不同的功能模块分别用函数来实现。
）
１.在实验过程中应注意培养规范的编码风格:
2．标识符的命名应要求达到顾名思义的程度,一看就知道用来做什么;
3．提供足够的注释,注释文字清晰明了；
４．程序排版的要求:
a）不同功能模块用空行分隔,使功能块一目了然;
b）基本上一条语句一行；
同一层次的语句统一缩进对齐。
四、实验
见后文……
五、注意事项
所有实验要求独立完成,同学之间可以讨论,但严禁抄袭,若发现雷同,抄袭者和被抄袭者此次实验成绩均记零分。
实验一C+＋基础 （2课时）
实验目的和要求：
1．掌握Ｃ＋＋程序的基本格式与规范，学会编写简单的Ｃ++程序。
2．理解C+＋程序结构的特点。
3．熟悉Ｃ++程序的基本输入输出操作。
4．掌握内联函数的使用方法。
5．掌握函数重载的定义和使用方法。
6．掌握C++内存的动态分配与释放方法。
7．理解引用的概念，掌握引用的使用方法。
预习内容：
ｃin/ｃoｕｔ的使用；neｗ和delete的使用；函数重载;coｎst常量。
实验内容：
1、用内联函数编写Fiboｎａcｃｉ级数，使用ｉｆ语句判断函数的出口,在程序中用cout语句输出提示信息，Fiｂｏnａcci级数的公式为:
内联函数inｌiｎeintfib（intn）。
2、程序Ex_Sｗａp实现数据交换。
分别用指针和引用作为函数ｍyＳwａｐ的形参，并通过重载inｔ、ｄouｂｌe型变量值的交换。
3、设计一个函数，形参是引用类型,要求输入三个整数（ｃiｎ输入,couｔ提示输入），按从小到大排序后输出，编程完整的程序并测试。
4、程序Ex－Nｕmｂer实现下述功能：
由17人围成一个圈，编号1~17,从第1号开始报数，报到３的倍数的人离开，一直数下去，直到最后只剩下1个人,求此人的编号（要求用ｎew和dｅlete来分配、释放所需内存空间）。
５、设计一个简单的计算器，能够进行加法、减法、乘法和除法功能（整数和浮点数）。
格式是先输入一个数，然后输入运算符号,输入另一个数字,最后输出结果。
（选做）
实验二 类与对象
（一）（２课时）
实验目的和要求：
1．掌握类、类的数据成员、类的成员函数的定义方式。
2．理解类成员的访问控制方式。
3．掌握对象的定义和操作对象的方法。
4．理解构造函数和析构函数的定义与执行过程。
5．掌握重载构造函数的方法。
6．了解拷贝构造函数的方法。
预习内容
类（数据成员和成员函数）的定义与访问权限设置；类的构造函数与析构函数的定义与使用。
实验内容:
1、定义一个sｃore类，其中包括私有数据成员和公有成员函数,即
ｎｕmﻩﻩ学号
Mathﻩﻩﻩﻩ高等数学成绩
Englishﻩﻩ英语成绩
Programminｇ程序设计成绩
Inscoｒｅ（）ﻩﻩ输入学号和各科成绩，并计算平均成绩
sｈowscoｒe（）ﻩﻩ输出学号和各科成绩
使用scｏｒe类，输入某班n个学生的学号和各科成绩,然后求各个学生的平均成绩,并列表输出学生的学号、各科成绩和平均成绩。
2、定义日期类型Daｔe。
要求：
（１）包含年月日数据成员;提供默认构造函数、带年月日参数的构造函数、和拷贝构造函数;定义sｅt成员函数可以设置日期;日期加一天操作;定义intpｕt成员函数，输入日期信息,输入格式为“ＹYYY－MM-DD”；定义ｐrinｔ成员函数输出对象的日期。
（２）编写一个可运行的完整程序，构造３个日期类型的对象，并输出相应的日期信息。
（3）实现日期类型的对象的加减法运算。
3、定义一个类Ｓtｏｃk，记录一支股票交易的基本信息，信息包括交易日序号（表示本月的第几个交易日，用整数表示）、当日最高价、当日最低价、当日开盘价和当日收盘价。
尽量发挥想像力,为该类设计成员函数。
4、在主函数中建立两个股票对象，分别存储该股票昨天和今天两天的信息,以当日收盘价计算该股票今天的涨幅。
实验三类与对象
（二）（2课时）
实验目的和要求:
1．掌握静态成员的定义与使用。
2.理解对象指针的概念，学会使用指针引用对象。
３.了解thｉs指针的工作方式。
4.掌握静态数据成员和静态成员函数的基本使用方法。
5．理解友元与友元函数的作用,掌握其使用方法。
6. 掌握类的接口与实现的分离技术的使用。
预习内容：
指针引用对象;静态成员的定义与使用；友元的使用方法；
实验内容:
1.使用实验二中的股票类Sｔｏck，定义一个对象数组存放连续５个交易日的股票信息。
编写一个主函数,计算两个Sｔock对象（前后两日）的当日收盘价计算当日涨幅。
用指针引用对象数组中的两个对象。
在主函数中调用该函数计算从第2个交易日开始每天的当日涨幅。
2．在Stock类中定义一个静态数据成员,记录当前Stock对象的数量。
３.设计一个成员函数Aｓsign_stoｃk为对象赋值，其中的形式参数是对另一个Stｏcｋ对象的引用,使用this指针避免对自己的赋值,在主函数中显示用Ａｓsiｇｎ_stock赋值的对象。
４.定义一个友元函数计算Stock对象的的当日开盘价是否高于当日收盘价。
若是,返回真,否则,返回假。
ﻬ实验四派生类与继承
（一）（２课时）
实验目的和要求：
１.理解类的继承的概念,能够定义和使用类的继承关系。
２.掌握派生类的声明与定义方法。
3．理解不同的继承类型
预习内容:
派生类的声明与定义；不同的继承类型的差异。
实验内容:
1．下面是一个含有派生类的程序：
＃inｃlude ＜iostream.h>
cｌａsｓＡ{
pｒotecｔed:
// pｒｉvaｔｅ:
ﻩﻩｉnｔ m,n；
public:
ﻩｖｏiｄ sｅt（ｉnta, ｉntb）{ m=ａ;n＝b; }
ﻩｖｏid ｓhow（） ｛ cｏut<};
clａsｓ B：
publｉcA{
ints;
public：
ｖoｉｄsets（）{s＝m＊ｎ;｝
ﻩﻩvoiｄshows（）{ｃout<＜s<<ｅnｄl;}
}；
voidｍain（）
{Bobj；
obj.set（２，3）；
obj.ｓhow（）;
obj.ｓets（）;
obj．shows（）;
}
在这个程序中，Ｂ类的函数setｓ（）能否访问类A中的变量ｍ和n？
为什么?
如果在类A中把m和n定义为私有成员,上面的程序能否通过编译？
为什么？
２．定义一个基类MｙAｒrａy，基类中可以存放一组整数。
（实验程序注意保留，下次实验要用）
class ＭyArrａy
{
pｕbｌic:
MyArraｙ（iｎtleng）;
~ＭyＡrraｙ（）;
vｏｉd Ｉnput（）;
voiｄDｉsplay（）;
Prｏtｅcted：
iｎt*alisｔ； //指向动态申请的一组空间
inｔｌｅngth； ／/整数的个数
};
要求：
（1）基类中有构造函数、析构函数、输入数据和输出数据的函数。
（2）定义一个SortArray继承自MｙＡrray,在该类中定义函数实现排序功能。
（3）定义一个类ReArray继承自MyArrａy,在该类中定义函数实现逆转功能。
（4）定义一个类AverＡｒｒay继承自MyＡrray，在该类中定义函数Aｖer（）求解整数的平均值。
3.建立一个建筑物类的层次体系。
其中,基类buildｉｎg包括保护数据成员ｎame（建筑物名称）、ｆloorｓ（层数）和arｅas（总面积）,由builｄｉng类派生住宅类ｈouse和办公楼类ｏffice;住宅类housｅ包括私有数据成员rｏoms（房间数）和ｂaｌｃonｙ（阳台数）;办公楼类offiｃe包括私有数据成员officeｓ（办公室数）和meetiｎgroｏms（会议室数）。
住宅类hoｕse和办公楼类office都含有构造函数和prｉnｔ函数，以分别用于对数据成员的初始化和输出。
在主函数中,实例化hoｕse类和offiｃe类对象并且将其数据输出。
实验五派生类与继承
（二）（２课时）
实验目的和要求:
1．熟悉公有派生和私有派生的访问特性。
2． 掌握单继承与多继承
3.学习虚基类在解决二义性问题中的作用。
预习内容：
ﻩ公有派生和私有派生的访问特性
实验内容:
1、定义NewArraｙ类，同时继承了上次实验SorｔArray、RｅArraｙ和AverArｒay，使得NewArｒay类的对象同时具有排序、逆转和求平均值的功能。
在继承的过程中声明为虚基类,体会虚基类在解决二义性的作用。
2、定义一个动物（Anｉmａｌ）基类,具有Ａge、Ｗeighｔ等数据成员，由Anｉｍal类公有派生出鱼（Fｉsh）类、陆地动物（ＴerresｔrｉalAnimal）类。
Fiｓh类有鳍（Fim）属性,TerrestｒiaｌＡnimal类有腿（Ｌeｇ）属性。
从Fiｓh和ＴerrestriａｌAnimaｌ公有派生出爬行动物（Reptilｅ）类,在继承过程中，注意把Anｉmal设置为虚基类。
如果不把Aｎiｍａl设置为虚基类,会有什么问题?
编程试试看。
当一个类有多个类派生而来,每个类的父类最总都归为一个类时,这个时候创建这个最后的子类是就会产生内存中的多份拷贝,为类避免这种现象发生，就要求使用虚继承。
虚继承的格式：
claｓｓ子类：
ｖｉｒｔual 继承方式父类
实验六多态性（2课时）
实验目的和要求：
1、理解静态多态性和动态多态性。
2、掌握虚函数的定义与使用方法。
预习内容:
静态多态性和动态多态性;虚函数的定义与使用方法。
实验内容：
1、（１）定义一个类Ａnimaｌ,该类中可以存放动物的名字，并有一个Identifｙ函数用于显示动物的种类。
（2）定义两个类Caｔ和Dｏｇ，都继承自Aniｍal，并重载Iｄeｎtｉfy函数，不但要显示动物的种类,还要显示动物的名字。
（３）定义Tiger类，继承自Ｃat，重载Idｅｎｔify函数，显示动物的种类和名字。
2、定义一个动物园类Ｚoo，管理动物，根据下面的提示编写动物类及相关函数。
claｓｓzoｏ
{
ｐｕｂｌiｃ:
zｏo（uｎsiｇnedｉntｍax）；/／构造函数，mａｘ为最多圈养的动物数
~zoｏ（）{ｄeleteresideｎts;} //析构函数
unｓigｎｅｄ iｎtＡcceｐt（Animal*d）； ／/接收动物
vｏidＬｉｓtAnｉmalｓ（）; /／显示动物园所有的动物
private:
unｓigned int ｍaxanｉmａlｓ； //动物园最多能圈养的动物数
unｓignｅｄ inｔ numanｉmaｌs； //动物园当前圈养的动物数
Ａｎimａl *＊ｒeｓｉdeｎｔs; //指向动物园圈养的动物对象的指针数组
}
3、编写程序Ex＿Ｓhape:
定义一个类CShaｐe,包含两个虚函数Arｅa（用来计算面积）和SｅtＤata（用来设计形状大小）。
然后派生出矩形ＣＲect类、圆CＣiｒｃle类,分别求其面积。
最后定义一个CAｒｅa类,计算这几个形状的面积之和,各形状的数据通过CArｅa类的构造函数或成员函数来设置。
ﻬ实验七函数模板与类模板（2课时）
实验目的和要求：
1.掌握函数模板及其声明方法。
2.掌握模板函数及其生成方法。
3.学习类模板的声明与使用方法。
预习内容：
模板函数及其生成方法
实验内容:
１.定义函数模板实现数组的冒泡排序,并在主函数中调用模板函数测试该算法。
２. （选做）定义类模板实现栈的基本操作，栈的数据结构用带表头结点的单向链表实现。
3.（选做）利用栈的类模板实现将输入的整数转换成八进制并输出。
ﻬ实验八异常处理（2课时）
实验目的和要求：
1.正确理解C+＋的异常处理机制。
2．学习异常处理的定义和执行过程。
预习内容：
ﻩ异常处理的定义和执行过程
实验内容:
１．编写一个程序对一个任意维数组进行键盘赋值，并能够处理数组下标的溢出异常，观察程序执行流程。
2.编写一个只能容纳10个整数的队列,当入队元素超出队列容量时,就抛出一个队列已满的异常；如果队列已空还要从中取出元素,就抛出一个队列已空的异常。
ﻬ实验九（综合实验）：
虚拟新生信息管理系统（8学时）
实验目的和要求:
1）巩固和加深学生对C++课程的基本知识的理解和掌握;
2）掌握Ｃ+＋编程和程序调试的基本技能；
3） 利用C+＋进行简单软件设计的基本思路和方法；
4）训练学生综合运用面向对象程序设计的能力；
5）提高运用Ｃ＋+解决实际问题的能力；
6）掌握书写程序设计说明文档的能力。
预习内容:
动态内存分配,类与对象的定义，类的静态成员，类的继承方式,派生类对象与基类对象的关系等面向对象程序设计知识。
实验内容:
设计简易新生信息管理系统
（1）已知技术参数或设计前提
1、大学有若干个学院，每个学院有很多新生。
有作为自然人的基本信息（如性别、年龄等等），有作为学生的基本信息（学号,成绩等）。
2、每个学生都有记录的高考成绩（大学生）；或者考研成绩。
３、每个同学都有自己的名字（包括同名）、学号,每个人都是固定的,且学号唯一,学号格式按照我校现有格式记录。
4、学校每学期都有期中期末考试,记录学生成绩是一个较大的工程。
5、在校学生可凭借本人学号和密码查询本人考试成绩及排名。
6、专业人员可凭密码查询学生所有信息,包括作为基类对象的信息。
（2）设计内容及要求
为简化设计,该系统只针对一年级新生，建立新生信息系统。
尽可能的用面向对象程序设计的思想和方法,开发想象力,自己设计合理的数据和操作。
按照继承体系来设计学生信息。
基类为ｐerson,peｒsｏn派生Student,Student派生Graduａtｅｓ和ＵｎderGraduatｅs． 可以不按照此体系,但是必须采用某种合理的继承结构。
（3）采用wiｎ３2控制台应用程序的形式开发
程序启动后提示画面如下（仅作参考，请自己发挥……）：
1、录入成绩?
Ｅｎtｅr1;
2、修改成绩?
..．..．;
3、删除成绩?
.....．；
4、查询成绩?
……；
请选择……；
操作完成后，退回到提示画面等待输入。
实验技术性要求
1） 实现学生数据录入、修改、删除以及按平均分、单科、总分排名次（2门课程）;
2） 数据录入、修改、删除的工作只能由专门人员负责;
3）在学校专门人员录入、修改成绩等完成以后,学生便可查找自己的信息；
4）查找成绩时需要输人本人学号及口令（预设）；
5）学生本人可以修改口令；
６）适当加入异常的处理；
7） 基类和派生类功能相似的函数注意设为虚函数。
实验报告要求
1）课程设计名称、班级号、学号和学生姓名；
2） 课程设计目的和要求;
3）课程设计任务内容；
4）详细设计说明；
5） 软件使用说明；
６）课程设计心得与体会；
７） 附录1:
部分程序清单（带有较详细的注释）。
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