c++实验抽象类Shape.docx
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c++实验抽象类Shape
华南农业大学信息（软件）学院
综合性、设计性实验成绩单
开设时间：
2013~2014年第二学期
专业
工业工程
班级
12工工2班
学号
姓名
实验题目
抽象类Shape类
自我评价
能够较好完成验证性实验，理解C++抽象类的概念及应用，学会利用重载函数针对不同需求进行重载，得到较简便较直观的运算方式；在设计实验中，能够仿照例程派生出正方形类和圆柱体类，并且输出所需参数；也能实现重载关系运算符函数后，直接对两个圆进行比较大小，并编写程序进行大小排序。
教师评语
评价指标：
●题目内容独立完成情况优□良□中□差□
●对算法原理的理解程度优□良□中□差□
●程序设计水平优□良□中□差□
●程序运行情况优□良□中□差□
●实验报告结构清晰优□良□中□差□
●实验总结和分析详尽优□良□中□差□
成绩
教师签名
1实验内容及目的
目的：
理解和掌握C++抽象类和具体类的实现，了解运算符重载。
实验内容：
1、从Point、Circle中抽象出基类Shape，研究抽象类和具体类的接口和实现。
2、从中派生出一个正方形类和圆柱体类，然后写一个测试程序，输出正方形的面积和圆柱体的体积。
3、在Circle类中实现关系运算符的重载，实现按半径对Circle对象排序。
2实验步骤
1.1首先建立基类Point、派生类：
Circle、Rectangle，然后抽象出基类Shape，实现虚函数的调用，输出面积、形状、坐标点等信息。
1.2编写测试函数，分别通过“基类对象指针访问虚函数”和“基类对象引用访问虚函数”两种方法实现抽象类和具体类的对接；
2.1再次派生出Cylinder、square两个类；
2.2同样依照第一小题，通过“基类对象指针访问虚函数”和“基类对象引用访问虚函数”两种方法实现抽象类Shape输出Cylinder、square两个派生类的面积或体积。
3.1在Circle类中编写关系运算符重载函数，用以判断两圆之间的半径大小：
例：
boolCircle:
:
operator<（Circlea）
{if（radiusreturntrue;
elsereturnfalse;
}
3.2编写测试程序对两圆按半径大小进行排序：
若两圆半径相等输出：
“两圆半径一样”，若两圆半径不等，按从小到大排序后输出圆信息。
3源代码
#ifndefSHAPE_H
#defineSHAPE_H
#include
usingnamespacestd;
classShape
{
public:
virtualdoubleArea（）const{return0.0;}
virtualvoidPrintShapeName（）const=0;
virtualvoidPrint（）const=0;
};
#endif
#ifndefPOINT_H
#definePOINT_H
#include"shape.h"
usingnamespacestd;
classPoint:
publicShape
{intx,y;
public:
Point（int=0,int=0）;//构造函数
voidSetPoint（int,int）;//设置坐标
intGetX（）{returnx;}//取x坐标
intGetY（）{returny;}//取y坐标
virtualvoidPrintShapeName（）const{cout<<"点坐标:
";}
virtualvoidPrint（）const;//输出点的坐标
};
#endif
#include
#include"point.h"
usingnamespacestd;
Point:
:
Point（inta,intb）{SetPoint（a,b）;}
voidPoint:
:
SetPoint（inta,intb）{x=a;y=b;}
voidPoint:
:
Print（）const{cout<<'['<#ifndefCIRCLE_H
#defineCIRCLE_H
#include
#include"point.h"
usingnamespacestd;
classCircle:
publicPoint
{
doubleradius;
public:
Circle（intx=0,inty=0,doubler=0.0）;
voidSetRadius（double）;//设置半径
doubleGetRadius（）const;//取半径
virtualdoubleArea（）const;//计算面积
virtualvoidPrint（）const;//输出圆心坐标和半径
virtualvoidPrintShapeName（）const{cout<<"圆:
";}
doubleoperator=（Circle）;
booloperator<（Circle）;
booloperator>（Circle）;
booloperator<=（Circle）;
booloperator>=（Circle）;
booloperator==（Circle）;
booloperator!
=（Circle）;
};
#endif
#include"circle.h"
usingnamespacestd;
Circle:
:
Circle（inta,intb,doubler）:
Point（a,b）
{SetRadius（r）;}
voidCircle:
:
SetRadius（doubler）
{radius=（r>=0?
r:
0）;}
doubleCircle:
:
GetRadius（）const{returnradius;}
doubleCircle:
:
Area（）const{return3.14159*radius*radius;}
voidCircle:
:
Print（）const
{
cout<<"圆心=";
Point:
:
Print（）;
cout<<";半径="<}
doubleCircle:
:
operator=（Circlea）
{
doubler;
r=a.radius;
return3.14159*r*r;
}
boolCircle:
:
operator<（Circlea）
{if（radiusreturntrue;
elsereturnfalse;
}
boolCircle:
:
operator>（Circleb）
{if（radius>b.radius）
returntrue;
elsereturnfalse;
}
boolCircle:
:
operator<=（Circleb）
{if（radius<=b.radius）
returntrue;
elsereturnfalse;
}
boolCircle:
:
operator>=（Circleb）
{if（radius>=b.radius）
returntrue;
elsereturnfalse;
}
boolCircle:
:
operator==（Circleb）
{if（radius==b.radius）
returntrue;
elsereturnfalse;
}
boolCircle:
:
operator!
=（Circleb）
{if（radius!
=b.radius）
returntrue;
elsereturnfalse;
}
#ifndefRECTANGLE_H
#defineRECTANGLE_H
#include
#include"point.h"
classRectangle:
publicPoint
{doublelength,width;
public:
Rectangle（intx=0,inty=0,doublel=0.0,doublew=0.0）;
voidSetLength（double）;//设置长度
voidSetWidth（double）;//设置宽度
doubleGetLength（）const;//取长度
doubleGetWidth（）const;//取宽度
virtualdoubleArea（）const;//计算面积
virtualvoidPrint（）const;//输出坐标和尺寸
virtualvoidPrintShapeName（）const{cout<<"矩形:
";}
};
#endif
#include"Rectangle.h"
usingnamespacestd;
Rectangle:
:
Rectangle（inta,intb,doublel,doublew）:
Point（a,b）
{SetLength（l）;SetWidth（w）;}
voidRectangle:
:
SetLength（doublel）{length=（l>=0?
l:
0）;}
voidRectangle:
:
SetWidth（doublew）
{width=（w>=0?
w:
0）;}
doubleRectangle:
:
GetLength（）const{returnlength;}
doubleRectangle:
:
GetWidth（）const{returnwidth;}
doubleRectangle:
:
Area（）const
{returnlength*width;}
voidRectangle:
:
Print（）const
{
cout<<"左上角坐标=";
Point:
:
Print（）;
cout<<";Length="<}
#ifndefSQUARE_H
#defineSQUARE_H
#include
usingnamespacestd;
#include"Point.h"
classsquare:
publicPoint
{
doublelength;
public:
square（intx=0,inty=0,doublea=0.0）;
voidSetlength（double）;
doubleGetlength（）const;
virtualdoubleArea（）const;
virtualvoidPrint（）const;
virtualvoidPrintShapeName（）const{cout<<"正方形:
";}
};
#endif
#include"square.h"
usingnamespacestd;
square:
:
square（inta,intb,doublec）:
Point（a,b）
{Setlength（c）;}
voidsquare:
:
Setlength（doublec）{length=（c>=0?
c:
0）;}
doublesquare:
:
Getlength（）const{returnlength;}
doublesquare:
:
Area（）const
{
returnlength*length;
}
voidsquare:
:
Print（）const
{
cout<<"左上角坐标=";
Point:
:
Print（）;
cout<<";Length="<}
#ifndefCYLINDER_H
#defineCYLINDER_H
#include
#include"Circle.h"
usingnamespacestd;
classCylinder:
publicCircle
{
doublehigh;
doubleradius;
public:
Cylinder（intx=0,inty=0,doubler=0.0,doubleh=0.0）;
voidSethigh（double）;//设置高度
doubleGethigh（）const;//取高度
virtualdoubleArea（）const;//计算面积
virtualvoidPrint（）const;//输出坐标和尺寸
virtualvoidPrintShapeName（）const{cout<<"圆柱体:
";}
};
#endif
#include"Cylinder.h"
usingnamespacestd;
Cylinder:
:
Cylinder（intx,inty,doubler,doubleh）:
Circle（x,y,r）{Sethigh（h）;}
voidCylinder:
:
Sethigh（doubleh）{high=（h>=0?
h:
0）;}
doubleCylinder:
:
Gethigh（）const{returnhigh;}
doubleCylinder:
:
Area（）const{return3.14*radius*high;}
voidCylinder:
:
Print（）const
{
cout<<"底圆";
Circle:
:
Print（）;
cout<<"high="<}
#include
#include"shape.h"
#include"point.h"
#include"circle.h"
#include"Rectangle.h"
#include"square.h"
#include"Cylinder.h"
usingnamespacestd;
voidvirtualViaPointer（constShape*）;
voidvirtualViaReference（constShape&）;
intmain（）
{
Pointpoint（6,5）;
Circlecircle（10,80,10.0）;
Circlecircle1（20,80,9.5）;
Rectanglerectangle（50,5,8.0,5.0）;
squaresquare（20,22,5）;
Cylindercylinder（20,80,2.0,5.0）;
//输出对象信息
point.PrintShapeName（）;
point.Print（）;
circle.PrintShapeName（）;
circle.Print（）;
circle1.PrintShapeName（）;
circle1.Print（）;
rectangle.PrintShapeName（）;
rectangle.Print（）;
square.PrintShapeName（）;
square.Print（）;
cylinder.PrintShapeName（）;
cylinder.Print（）;
cout<//定义基类对象指针
Shape*arrayOfShapes[6];
arrayOfShapes[0]=&point;
arrayOfShapes[1]=&circle;
arrayOfShapes[2]=&circle1;
arrayOfShapes[3]=&rectangle;
arrayOfShapes[4]=□
arrayOfShapes[5]=&cylinder;
cout<<"对两个圆类进行排序:
"<if（circle==circle1）
{
cout<<"两圆半径一样"<}
else
{
if（circle{
circle.PrintShapeName（）;
circle.Print（）;
circle1.PrintShapeName（）;
circle1.Print（）;
cout<<"排序完成"<}
elseif（circle>circle1）
{
circle1.PrintShapeName（）;
circle1.Print（）;
circle.PrintShapeName（）;
circle.Print（）;
cout<<"排序完成"<cout<}
}
//通过基类对象指针访问派生类对象
cout<<"通过基类对象指针访问虚函数：
\n";
for（inti=0;i<6;i++）
virtualViaPointer（arrayOfShapes[i]）;
cout<cout<<"通过基类对象引用访问虚函数：
\n";
for（intj=0;j<6;j++）
virtualViaReference（*arrayOfShapes[j]）;
return0;
}
//通过基类对象指针访问虚函数
voidvirtualViaPointer（constShape*baseClassPtr）
{baseClassPtr->PrintShapeName（）;
baseClassPtr->Print（）;
cout<<"Area="<Area（）<}
//通过基类对象引用访问虚函数
voidvirtualViaReference（constShape&baseClassRef）
{
baseClassRef.PrintShapeName（）;
baseClassRef.Print（）;
cout<<"Area="<}
4遇到的问题与分析
1、对研究抽象类Shape与具体类的接口和实现。
如何实现抽象类和具体类的对接是一个难点，研究书本的例子，是有两种方法可以实现对接：
通过基类对象引用访问虚函数以及通过基类对象指针访问虚函数；这两种方法均可以实现调用某个具体类的虚函数，从而我开始尝试在新派生出来的圆柱体、正方形类中构建虚函数，并且在测试函数中增加对这两个具体类的调用函数，从而实现了利用抽象类调用具体类的虚函数。
2、构建对Circle的关系运算符重载函数
对Circle的关系运算符重载包括（<,<=,==,!
=,>,>=），首先我们需要定义每个运算符的重载函数（运算符函数）如：
boolCircle:
:
operator<（Circlea）
{if（radiusreturntrue;
elsereturnfalse;}
重载了“<”运算符，如此就可以直接对比两个圆的大小：
如if（circle5实验体会
第一个实验，遇到的问题特别多，前两题是验证性实验，照本宣科地打完代码后运行发现很多小错误，只能一个个排查，而且刚接触C++跟C语言相比感觉难很多，文件就多了一堆，出现一个错误，有可能并不在当前文件夹，而是在.h文件夹里，或是关联的文件里。
于是对于排错工作增加不少难度。
于是自己上网查找错误原因，请教同学比较厉害的同学等等方法用尽，方才实现了前两个实验，到了后面的函数重载，听课就不太懂，编写更有难度，于是网上找到一些资料，自己参考课本的例子，终于写出来了。
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