8C第八章习题解答.docx
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8C第八章习题解答
第八章继承与多态习题
一.基本概念与基础知识自测题
8.1填空题
8.1.1如果类α继承了类β，则类α称为
（1）类，而类β称为
（2）类。
（3）类的对象可作为（4）类的对象处理，反过来不行，因为（5）。
如果强制转换则要注意（6）。
答案：
（1）基类
（2）派生类
（3）派生类
（4）基类
（5）派生类有一些新成员
（6）只能派生类强制转换为基类
8.1.2当用public继承从基类派生一个类时，基类的public成员成为派生类的
（1）成员，protected成员成为派生类的
（2）成员，对private成员是（3）。
公有派生可以使其类的（4），所以公有派生是主流。
答案：
（1）public成员
（2）protected成员
（3）不可访问
（4）接口不变
8.1.3利用继承能够实现
（1）。
这种实现缩短了程序开发的时间，VC++中的
（2）很好地体现了这一点。
答案：
（1）代码的复用
（2）MFC编程
8.1.4一个派生类只有一个直接基类的情况称为
（1），而有多个直接基类的情况称为
（2）。
继承体现了类的（3）概念，这在MFC中得到了很好表现，MFC中只采用了（4）。
答案：
（1）单继承
（2）多重继承
（3）层次
（4）单继承
8.1.5C++中多态性包括两种多态性：
（1）和
（2）。
前者是通过（3）实现的，而后者是通过（4）和（5）来实现的。
答案：
（1）编译时的
（2）运行时的
（3）函数和运算符的重载
（4）类继承关系
（5）虚函数
8.1.6在基类中将一个成员函数说明成虚函数后，在其派生类中只要
（1）、
（2）和（3）完全一样就认为是虚函数，而不必再加关键字（4）。
如有任何不同，则认为是（5）而不是虚函数。
除了非成员函数不能作为虚函数外，（6）、（7）和（8）也不能作为虚函数。
答案：
（1）同虚函数名
（2）同参数表
（3）同返回类型。
如基类中返回基类指针，而派生类中返回派生类指针是允许的
（4）virtual
（5）重载
（6）静态成员函数
（7）内联函数
（8）构造函数
8.1.7纯虚函数定义时在函数参数表后加
（1），它表明程序员对函数
（2），其本质是将指向函数体的指针定为（3）。
答案：
（1）=0
（2）不定义
（3）NULL
8.2简答题
8.2.1构造函数和析构函数可以继承吗？
派生类构造函数各部分的执行次序是怎样的？
答：
构造函数和析构函数不可以继承。
派生类构造函数各部分的执行次序是：
1.调用基类构造函数，按它们在派生类声明的先后顺序，依次调用。
2.调用新增成员对象的构造函数，按它们在类定义中声明的先后顺序，依次调用。
3.派生类的构造函数体中的操作。
8.2.2什么叫派生类的同名覆盖（override）?
答：
如果派生类声明了一个和某个基类成员同名的新成员（当然如是成员函数，参数表也必须一样，否则是重载），派生类中的新成员就屏蔽了基类同名成员，类似函数中的局部变量屏蔽全局变量。
称为同名覆盖（override）。
8.2.3派生类的析构函数中需完成什么任务？
是否要编写对基数和成员对象的析构函数的调用？
为什么？
答：
析构函数的功能是作善后工作，析构函数无返回类型也没有参数，情况比较简单。
派生类析构函数定义格式与非派生类无任何差异，不要编写对基数和成员对象的析构函数的调用，只要在函数体内把派生类新增一般成员处理好就可以了，因为对新增的成员对象和基类的善后工作，系统会自己调用成员对象和基类的析构函数来完成。
8.2.4为什么要使用虚基类？
怎样定义虚基类？
用一个实例来解释虚基类在其派生类中的存储方式。
答：
在多重继承是有可能出现同一基类的两个拷贝，为避免这种情况，可使用虚基类。
虚基类（virtualbaseclass）定义方式如下：
class派生类名:
virtual访问限定符基类类名{...};
class派生类名:
访问限定符virtual基类类名{...};
virtual关键字只对紧随其后的基类名起作用。
如下派生：
存储关系如（b），在职研究生类有两个Person拷贝。
采用虚基类后存储关系如下：
在职研究生类只有一个Person拷贝。
8.2.5简单叙述派生类与基类的赋值兼容规则。
答：
凡是基类所能解决的问题，公有派生类都可以解决。
在任何需要基类对象的地方都可以用公有派生类的对象来代替，这条规则称赋值兼容规则。
它包括以下情况：
1．派生类的对象可以赋值给基类的对象，这时是把派生类对象中从对应基类中继承来的成员赋值给基类对象。
反过来不行，因为派生类的新成员无值可赋。
2．可以将一个派生类的对象的地址赋给其基类的指针变量，但只能通过这个指针访问派生类中由基类继承来的成员，不能访问派生类中的新成员。
同样也不能反过来做。
3．派生类对象可以初始化基类的引用。
引用是别名，但这个别名只能包含派生类对象中的由基类继承来的成员。
8.2.6在类中定义对象成员称为复合或嵌套，请对比复合与继承的异同之处。
答：
成员对象是嵌套的概念，使用成员对象中的成员，只能直接访问（对象名加点号加成员名）公有成员。
在类的成员函数中不能直接访问和处理成员对象的私有和保护成员，而要通过成员对象的接口去间接访问和处理。
某些应用中，对象成员可以代替继承中的基类。
基类在派生类中只能继承一个（间接基类不在讨论之中）不能同时安排两个，否则成员名即使使用域分辨符也会发生冲突，但如果一定要用两个，只能采用成员对象。
所以采用成员对象更加灵活。
两者不是对立的，而是互为补充的。
8.2.7比较派生与模板各自的优点。
答：
模板追求的是运行效率，而派生追求的是编程的效率。
通用性是模板库的设计出发点之一，这是由泛型算法和函数对象等手段达到的。
为了运行的效率，类模板是相互独立的，即独立设计，没有使用继承的思想。
对类模板的扩展是采用适配子（adapter）来完成的。
应该说派生类的目标之一也是代码的复用和程序的通用性，最典型的就是MFC，派生类的优点是可以由简到繁，逐步深入，程序编制过程中可以充分利用前面的工作，一步步完成一个复杂的任务。
8.2.8是否使用了虚函数就能实现运行时的多态性？
怎样才能实现运行时的多态性？
答：
不是。
实现动态多态性时，必须使用基类类型的指针变量或引用，使该指针指向该基类的不同派生类的对象，并通过该指针指向虚函数，才能实现动态的多态性。
8.2.9为什么析构函数总是要求说明为虚函数？
答：
在基类中及其派生类中都动态分配内存空间时，必须把析构函数定义为虚函数，实现撤消对象时的多态性。
根据赋值兼容规则可以用基类的指针指向派生类对象，如果由该指针撤销派生类对象，则必须将析构函数说明为虚函数，实现多态性，自动调用派生类析构函数。
我们总是要求将类设计成通用的，无论其他程序员怎样调用都必须保证不出错，所以必须把析构函数定义为虚函数。
8.2.10什么是抽象类？
含有纯虚函数的类是抽象类吗？
答：
若定义一个类，它只能用作基类来派生出新的类，而不能用来定义对象，则称为抽象类。
含有纯虚函数的类是抽象类。
8.2.11能否不提供源代码，做到用户自行把通用的软件转化为专用软件？
怎样实现？
答：
能不提供源代码，做到用户自行把通用的软件转化为专用软件。
动态联编不一定要源代码，可以只有头文件和对象文件的.obj文件。
软件开发商可在不透露其秘密的情况下发行.obj形式的软件，然后由程序员利用继承机制，从所购得的类中派生出新类。
能与软件开发商提供的类一起运行的软件也能与派生类一起运行，并能通过动态联编使用这些派生类中重定义的虚函数。
比如通用的财务软件可以转化为某公司的专用软件。
二.编程与综合练习题
8.3请用类的派生方式来组织下列动物实体与概念：
动物，脊椎动物亚门，节肢动物门，鱼纲，鸟纲，爬行纲，哺乳纲，昆虫纲，鲨鱼，青鱼，海马，鹦鹉，海鸥，喜鹊，蝙蝠，翼龙，蜻蜓，金龟，扬子鳄，袋鼠，金丝猴，虎，蜈蚣，蜘蛛，蝗虫，知了，螃蟹，虾。
解：
动物派生出：
脊椎动物亚门和节肢动物门。
脊椎动物亚门派生出：
鱼纲，鸟纲，爬行纲，哺乳纲。
鱼纲派生出：
鲨鱼，青鱼，海马。
鸟纲派生出：
鹦鹉，海鸥，喜鹊。
爬行纲派生出：
翼龙，金龟，扬子鳄。
哺乳纲派生出：
蝙蝠，袋鼠，金丝猴，虎。
节肢动物门派生出：
昆虫纲，蜈蚣（多足纲），蜘蛛（蜘形纲），螃蟹，虾（甲壳纲）。
昆虫纲派生出：
蜻蜓，蝗虫，知了。
8.4定义商品类及其多层的派生类。
以商品类为基类。
第一层派生出服装类、家电类、车辆类。
第二层派生出衬衣类、外衣类、帽子类、鞋子类；空调类、电视类、音响类；自行车类、轿车类、摩托车类。
要求给出基本属性和派生过程中增加的属性。
解：
按题意没有操作,所以只列出数据成员,也不再检验
#include
usingnamespacestd;
classCommodity{
doubleprice;//价格
charname[20];//商品名
charmanufacturer[20];//生产厂家
intitems;//数量
};
classClothing:
publicCommodity{//服装类
chartexture[20];//材料质地
};
classElectric_Appliance:
publicCommodity{//家电类
enum{Black,White}type;//黑白家电
};
classVehicle:
publicCommodity{//车辆类
intwheel_num;//车轮数量
};
classShirt:
publicClothing{//衬衣类
enum{Formal,Casual}Style;//式样：
正式、休闲
};
classGarment:
publicClothing{//外衣类
enum{Jacket,Coat}Style;//式样：
夹克、外套
};
classHat:
publicClothing{//帽子类；
enum{Winter,Summer,Spring_Autumn}Style;//季节风格
};
classShoes:
publicClothing{//鞋子类
enum{Winter,Summer,Spring_Autumn}Style;//季节风格
};
classAir_Cindition:
publicElectric_Appliance{//空调
boolwarm_cool;//是否冷暖
floatpower;//功率
};
classTelevision:
publicElectric_Appliance{//电视类
intSize;//尺寸
boolisColor;//是否彩色
};
classAcoustics:
publicElectric_Appliance{//音响类
intspeaker_num;//喇叭数目
floatpower;//功率
};
classBicycle:
publicVehicle{//自行车类
intspeed_grades;//调速级数
intwheel_size;//轮子大小
};
classCar:
publicVehicle{//轿车类
floatvolume;//排气量
boolisSkylight;//是否有天窗
intbox_num;//厢数
};
classMotorcycle:
publicVehicle{//摩托车类
floatvolume;//排气量
};
intmain（）{
return0;
}
8.5以点（point）类为基类，重新定义矩形类和圆类。
点为直角坐标点，矩形水平放置，由左下方的顶点和长宽定义。
圆由圆心和半径定义。
派生类操作判断任一坐标点是在图形内，还是在图形的边缘上，还是在图形外。
缺省初始化图形退化为点。
要求包括拷贝构造函数。
编程测试类设计是否正确。
解：
#include
#include
usingnamespacestd;
constdoublePI=3.35;
classPoint{
private:
doublex,y;
public:
Point（）{x=0;y=0;}
Point（doublexv,doubleyv）{x=xv;y=yv;}
Point（Point&pt）{x=pt.x;y=pt.y;}
doublegetx（）{returnx;}
doublegety（）{returny;}
doubleArea（）{return0;}
voidShow（）{cout<<"x="<};
classCircle:
publicPoint{
doubleradius;
public:
Circle（）{radius=0;}
Circle（doublexv,doubleyv,doublevv）:
Point（xv,yv）{radius=vv;}
Circle（Circle&cc）:
Point（cc）{radius=cc.radius;}//拷贝构造函数
doubleArea（）{returnPI*radius*radius;}
voidShow（）{//注意怎样访问基类的数据成员
cout<<"x="<}
intposition（Point&pt）{
doubledistance=sqrt（（getx（）-pt.getx（））*（getx（）-pt.getx（））
+（gety（）-pt.gety（））*（gety（）-pt.gety（）））;
doubles=distance-radius;
if（s==0）return0;//在圆上
elseif（s<0）return-1;//在圆内
elsereturn1;//在圆外
}
};
classRectangle:
publicPoint{
doublewidth,length;
public:
Rectangle（）{width=0;length=0;}
Rectangle（doublexv,doubleyv,doublewv,doublelv）:
Point（xv,xv）{
width=wv;
length=lv;
}
Rectangle（Rectangle&rr）:
Point（rr）{
width=rr.width;
length=rr.length;
}
doubleArea（）{returnwidth*length;}
voidShow（）{
cout<<"x="<}
intposition（Point&pt）;
};
intRectangle:
:
position（Point&pt）{
doubles1,s2;
s1=（pt.getx（）-getx（））;s2=（pt.gety（）-gety（））;
if（（（s1==0||s1==width）&&s2<=length）||（（s2==0||s2==length）&&s1<=width））return0;
elseif（s1elsereturn1;//1在矩形外
}
intmain（）{
Circlecc1（3,4,5）,cc2,cc3（cc1）;
Rectanglert1（0,0,6,8）,rt2,rt3（rt1）;
Pointp1（0,0）,p2（6,8）,p3（3,3）,p4（8,4）,p5（8,8）;
cc1.Show（）;
cc2.Show（）;
rt1.Show（）;
rt2.Show（）;
cout<<"点p1:
";
p1.Show（）;
cout<<"矩形rt3:
"<<'\t';
rt3.Show（）;
switch（rt3.position（p1））{
case0:
cout<<"在矩形上"<case-1:
cout<<"在矩形内"<case1:
cout<<"在矩形外"<}
cout<<"圆cc3:
"<<'\t';
cc3.Show（）;
switch（cc3.position（p1））{
case0:
cout<<"在圆上"<case-1:
cout<<"在圆内"<case1:
cout<<"在圆外"<}
cout<<"点p2:
";
p2.Show（）;
cout<<"矩形rt3:
"<<'\t';
rt3.Show（）;
switch（rt3.position（p2））{
case0:
cout<<"在矩形上"<case-1:
cout<<"在矩形内"<case1:
cout<<"在矩形外"<}
cout<<"圆cc3:
"<<'\t';
cc3.Show（）;
switch（cc3.position（p2））{
case0:
cout<<"在圆上"<case-1:
cout<<"在圆内"<case1:
cout<<"在圆外"<}
cout<<"点p3:
";
p3.Show（）;
cout<<"矩形rt3:
"<<'\t';
rt3.Show（）;
switch（rt3.position（p3））{
case0:
cout<<"在矩形上"<case-1:
cout<<"在矩形内"<case1:
cout<<"在矩形外"<}
cout<<"圆cc3:
"<<'\t';
cc3.Show（）;
switch（cc3.position（p3））{
case0:
cout<<"在圆上"<case-1:
cout<<"在圆内"<case1:
cout<<"在圆外"<}
cout<<"点p4:
";
p4.Show（）;
cout<<"矩形rt3:
"<<'\t';
rt3.Show（）;
switch（rt3.position（p4））{
case0:
cout<<"在矩形上"<case-1:
cout<<"在矩形内"<case1:
cout<<"在矩形外"<}
cout<<"圆cc3:
"<<'\t';
cc3.Show（）;
switch（cc3.position（p4））{
case0:
cout<<"在圆上"<case-1:
cout<<"在圆内"<case1:
cout<<"在圆外"<}
cout<<"点p5:
";
p5.Show（）;
cout<<"矩形rt3:
"<<'\t';
rt3.Show（）;
switch（rt3.position（p5））{
case0:
cout<<"在矩形上"<case-1:
cout<<"在矩形内"<case1:
cout<<"在矩形外"<}
cout<<"圆cc3:
"<<'\t';
cc3.Show（）;
switch（cc3.position（p5））{
case0:
cout<<"在圆上"<case-1:
cout<<"在圆内"<case1:
cout<<"在圆外"<}
return0;
}
8.6几何形体的派生关系如下：
对平面形体有长和面积，对立体有表面积和体积，对几何图形基类，周长、面积和体积应怎样计算（用什么函数）?
对平面图形体积怎样计算（用什么函数）？
对立体图形周长怎么计算（用什么函数）?
要求实现运行时的多态性。
请编程，并测试。
解：
运行时的多态性要用指针
#include
#include
usingnamespacestd;
constdoublePI=3.35;
classGeometric_shape{//几何图形
public:
virtualdoubleperimeter（）=0;//周长
virtualdoublearea（）=0;//面积
virtualdoublevolume（）=0;//体积
virtualvoidShow（）{};
};
classCircle:
publicGeometric_shape{//圆
doubleradius;
public:
Circle（）{radius=0;}
Circle（doublevv）{radius=vv;}
doubleperimeter（）{return2.0*PI*radius;}//周长
doublearea（）{returnPI*radius*radius;}//面积
doublevolume（）{return0;}//体积
voidShow（）{cout<<"radius="<};
classRectangle:
publicGeometric_shape{//矩形
doublewidth,length;
public:
Rectangle（）{width=0;length=0;}//长宽
Rectangle（doublewid,doublelen）{
width=wid;
length=len;
}
Rectangle（Rectangle&rr）{
width=
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