《面向对象程序设计》实验指导书 16个实验含参考代码要点.docx

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《面向对象程序设计》实验指导书16个实验含参考代码要点

面向对象程序设计

实验指导书

（适用：

电子信息11级）

彭召意陶立新编写

计算机与通信学院

2014.9

目录

实验一C++基础的应用1

实验二类和对象的应用3

实验三类的构造函数、析构函数的应用4

实验四友员和运算符重载5

实验五类的继承与派生6

实验六类的多态性与虚函数7

附录：

各实验的程序代码8

实验一C++基础的应用

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称:

C++基础的应用

实验目的:

（1）进一步学习VC++6.0开发环境及程序调试方法。

（2）练习C++函数的定义及使用；

（3）练习C++数组的定义及使用；

（4）练习C++指针的定义及使用；

（5）练习C++结构体的定义及使用；

（6）练习多文件的程序的编译和运行方法；

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

（1）熟悉VisualC++6.0编译系统的常用功能，特别是debug调试功能；

（2）编程1：

编写一个程序c1.cpp，用来求2个或3个整数的最大数。

要求：

用重载函数的方法来求最大数；函数原型：

intmax（inta,intb）和intmax（inta,intb,intc）。

（3）编程2：

编写一个程序c2.cpp，求：

a！

+b!

+c!

的值。

要求：

使用递归函数。

主程序和函数分开到两个源程序文件中，分别进行编译后，再运行；

（4）编程3：

有一个3*4的矩阵，要求编程求出其中值最大的那个元素的值，以及其所在的行号和列号；

（5）编程4：

建立一个动态链表并进行输出和删除管理。

链表的每个节点为学生信息，包括：

学号，姓名，性别，下一学生信息的指针。

程序的工作：

（a）建立三个学生信息的节点，然后顺序输出该三个学生信息；（b）删除中间的节点，再顺序输出学生信息。

（6）使用debug调试功能：

追踪第2个程序中函数的运行。

（7）思考：

在第2个程序中，如果a，b，c的值较大，则显示的结果会怎样？

这时如何解决此问题？

（提示：

显示的结果会不对，可能还会是负数，定义一个数组来存放最后结果。

）

实验要求:

（1）掌握VisualC++6.0开发环境的常用功能及使用，能进一步使用VisualC++6.0的debug调试功能：

单步调试、设置断点等；

（2）掌握C++函数的定义及使用，掌握函数的嵌套调用和递归调用的方法；

（3）掌握C++数组、指针、结构体的定义及使用；

（4）掌握多文件的程序的编译和运行方法；

（5）程序格式规范，程序运行正确；

（6）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）熟悉VisualC++6.0编译系统的常用功能；

（3）在file菜单中，新建C++源程序c1.cpp；

（4）编辑C++源程序文件c1.cpp的内容。

（5）编译c1.cpp，系统会提示是否创建工程（由于前面没有创建工程），选择“是”。

则创建一个工程；

（6）程序编译正确时，则可建立可执行程序；

（注意观察每步的结果）

（7）运行可执行文件；

（8）关闭工作空间。

（9）对编程2，在file菜单中，新建C++源程序cpp2_1；

（10）编辑C++源程序文件cpp2_1的内容；

（11）编译cpp2_1，系统会提示是否创建工程（由于前面没有创建工程），选择“是”，则创建工程；

（12）在file菜单中，新建C++源程序cpp2_2；

（13）编辑C++源程序文件cpp2_2的内容；

（14）编译文件cpp2_2时，系统提示是否加入到此工程，选择“是”，则把文件cpp2_2加入到该工程中。

（15）编译和运行此程序，并注意观察每步的结果。

（16）使用调试功能：

运行到光标处、单步跟踪、查看变量值。

（17）使用关闭工作空间。

（18）参照上述方法，完成编程3和编程4。

注意：

若编译时出错：

“fatalerrorc1010:

unexpextedendoffilewhilelookingforprecompiledheaderdirective.”；

该文件需要包含头文件：

stdafx.h，即在开头有语句：

#include“stdafx.h”

思考题：

假如已建立了两个C++源程序c1.cpp和c2.cpp。

先用open打开c1.cpp，并完成了编译、连接和运行，再打开c2.cpp，对它进行编译和连接。

此时会出现什么问题？

原因何在？

怎样解决？

实验二类和对象的应用

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称:

类和对象的应用

实验目的:

（1）熟悉C++面向对象的程序设计的基本概念；

（2）练习类的定义和对象的创建；

（3）练习对象的成员函数的调用方法以及对象的初始化；

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。

（1）编程1：

定义并实现一个简单的学生类：

公有属性为：

学号、姓名、班级，成员函数为输入和显示一个学生的上述信息；

（2）将程序

（1）中的数据成员改为私有的,考虑对程序有何影响；

（3）编程2：

设计一个长方形类 Rectangle。

成员变量包括：

长度和宽度，成员函数有：

Area计算面积，Set设置长方形的长和宽，Get获取长方形的长和宽。

最后，编写一个主程序来测试该类及成员函数。

（4）编程3：

设计一个汽车类Car。

成员变量有：

品牌，颜色，车门，车灯，行驶速度。

成员函数有：

打开车门、打开车灯、加速、减速等。

最后，编写一个主程序来测试该类及功能。

（提示：

在成员函数中用输出成员函数名来表示该成员函数被调用）

实验要求:

（1）掌握C++类和对象的基本概念；

（2）掌握C++类和对象的定义及使用；

（3）掌握对象的成员函数的调用方法；

（4）程序格式规范，程序运行正确；

（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）创建一个项目；

（3）建立C++源程序文件；

（4）编辑C++源程序文件内容；

（5）建立并运行可执行程序；

（6）关闭工作空间。

实验三类的构造函数、析构函数的应用

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称:

类的构造函数、析构函数的应用

实验目的:

（1）练习类的构造函数、析构函数的定义和使用方法；

（2）练习对象数组、对象指针的使用；

（3）练习类的静态成员的使用。

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

（1）编程：

设计一个学生类。

要求：

学生的属性有：

学号，姓名，性别；

学生的行为有：

输入学生的上述属性和输出学生的上述属性。

编写构造函数对学生的所有属性初始化，无参数的构造函数设置学号为1001，姓名为“张三”，性别为‘M’（‘M’代表男，‘F’代表女）。

（2）修改上述程序：

修改定义析构函数，在析构函数中输出学号。

再运行程序，观察运行结果。

（3）修改上述main程序：

使用对象指针，用new生成一个学生对象，然后，用delete清除该对象，使用单步运行观察运行结果。

（4）修改上述程序：

增加一个私有数据成员成绩score；增加一个成员函数readdata：

输入一学生的学号和成绩；增加一个成员函数getscore：

取得学生的成绩。

再修改main函数；定义一个班的同学（假如一个班有10位同学，采用对象数组），输出该班的平均成绩。

（5）不用对象数组，而使用静态的数据成员来实现（4）中求一个班的学生的平均成绩，学生的成绩在构造函数中输入。

（提示：

定义2个静态数据成员，1个是存储总成绩，1个是存储学生人数）。

（6）分别运行上述程序，并分析结果。

注意：

在增加一个新的功能时，可以把暂时不需要的功能代码给注释掉。

实验要求:

（1）掌握C++类的构造函数、析构函数的定义和使用方法；

（2）掌握C++对象数组、对象指针的使用；

（3）掌握类的静态数据成员的定义和使用；

（4）程序格式规范，程序运行正确；

（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）创建一个项目；

（3）建立C++源程序文件；

（4）编辑C++源程序文件内容；

（5）建立并运行可执行程序；

（6）关闭工作空间。

实验四友员和运算符重载

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称:

友元和运算符重载

实验目的:

（1）进一步了解运算符重载的概念和使用方法；

（2）掌握几种常用的运算符重载的方法；

（3）练习友员函数的定义和使用；

（4）了解转换构造函数的使用方法。

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。

（1）有两个矩阵a和b，均为2行3列。

求两个矩阵之和。

重载运算符“+”，使之能用于矩阵相加。

如：

c=a+b。

（2）编写一个友元函数来读取矩阵指定所在行列的值。

（3）定义一个Teacher（教师）类和一个Student（学生）类，二者有一部分数据成员是相同的，例如num（号码），name（姓名）,sex（性别）。

编写程序，将一个Student对象（学生）转换为Teacher（教师）类，只将以上3个相同的数据成员移植过去。

可以设想为：

一位学生大学毕业了，留校担任教师，他原有的部分数据对现在的教师身份来说仍然是有用的，应当保留并成为其教师的数据的一部分。

实验要求:

（1）掌握C++运算符重载的概念和使用方法；

（2）熟悉转换构造函数的使用方法；

（3）程序格式规范，程序运行正确；

（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）创建一个项目；

（3）建立C++源程序文件；

（4）编辑C++源程序文件内容；

（5）建立并运行可执行程序，并分析结果；

（6）关闭工作空间。

实验五类的继承与派生

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称：

类的继承与派生

实验目的:

（1）进一步理解继承与派生的概念；

（2）掌握通过继承派生出一个新的类的方法；

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。

（1）编程：

编写一个学生类Student。

要求：

学生的保护属性有：

学号（Num），姓名（Name），性别（Sex）；

学生的公用成员函数有：

ReadData（）用于输入Num、Name、Sex。

OutputData（）用于输出Num、Name、Sex。

然后，在学生类的基础上派生出研究生类Graduate，该类新增私有属性研究方向（ResearchD），新增公用成员函数ResearchWork（），该函数功能为输出学号和研究方向。

编写main函数测试基类和派生类的各属性很函数的访问。

修改派生类的派生方式以及基类成员的访问方式，再测试看看基类和派生类的属性访问方式有何不同。

（2）编程：

在上述工程中增加一个Teacher（教师）类，采用多重继承方式由Student和Teacher类公有派生出新类Student_Teacher。

要求：

Teacher类的保护成员有：

Name、Sex、Title（职称）、Wages（工资）。

两个基类中的Name、Sex同名，在引用这些数据成员时，指定作用域。

在派生类Student_Teacher中，增加两个成员函数：

ReadF1（）用于读入：

Num、Name、Sex、Title、Wages。

Show（）用于输出数据，在Show（）中，首先调用Student类的display（）函数用于输出Num、Name、Sex，然后再用cout语句输出Title、Wages。

在类体中声明成员函数，在类外定义成员函数。

思考题：

类的三种继承方式的主要区别是什么？

实验要求:

（1）掌握继承与派生的概念；

（2）掌握通过继承派生出一个新的类的方法；

（3）程序格式规范，程序运行正确；

（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）创建一个项目；

（3）建立C++源程序文件；

（4）编辑C++源程序文件内容；

（5）建立并运行可执行程序；

（6）关闭工作空间。

实验六类的多态性与虚函数

（实验课时：

2实验性质：

设计）

实验名称:

类的多态性与虚函数

实验目的:

（1）了解多态性的概念；

（2）了解虚函数的作用和使用方法；

（3）了解纯虚函数和抽象类的概念和用法。

实验设备：

（1）硬件：

个人微机（配置不低于：

CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；

（2）软件：

操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为VisualC++6.0。

实验内容:

事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。

（1）编程：

定义抽象基类Shape（图形）。

Shape类有一个公共的纯虚函数Area，用于派生类求图形的面积。

（2）由Shape派生出3个派生类：

Circle（圆形）、Rectangle（矩形）、Triangle（三角形），用一个函数PrintArea分别输出以上三者的面积，3个图形的数据在定义对象时给定。

在主程序中测试这些类的PrintArea函数。

（3）在类Circle基础上再派生一个圆柱体Cylinder，重载Area函数求圆柱体的体积。

然后，编写主程序采用静态多态性和动态多态性分别测试Area函数。

（4）在类Circle中定义一个析构函数，让它输出一行信息“ThisisCicleDestruction。

”，在类Cylinder中定义一个析构函数，让它输出一行信息“ThisisCylinderDestruction。

”。

在主程序中用指向基类Circle类的指针动态生成Cylinder类对象，然后用delete语句释放该对象，测试看看运行结果如何。

再修改Circle的析构函数为虚函数，测试看看运行结果如何。

（5）运行上述程序，并分析结果。

实验要求:

（1）掌握多态性的概念；

（2）掌握虚函数的作用和使用方法；

（3）掌握纯虚函数和抽象类的概念和用法；

（4）程序格式规范，程序运行正确；

（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。

实验步骤:

（1）启动VisualC++6.0开发环境；

（2）创建一个项目；

（3）建立C++源程序文件；

（4）编辑C++源程序文件内容；

（5）建立并运行可执行程序，并分析结果；

（6）关闭工作空间。

思考题：

虚函数的作用是什么？

附录：

各实验的程序代码

实验1：

程序代码

程序1：

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{intmax（inta,intb,intc）;

intmax（inta,intb）;

inta=8,b=-12,c=7;

cout<<"max（a,b,c）="<

cout<<"max（a,b）="<

return0;

}

intmax（inta,intb,intc）

{if（b>a）a=b;

if（c>a）a=c;

returna;

}

intmax（inta,intb）

{if（a>b）returna;

elsereturnb;

}

程序2：

//cpp2_1.cpp

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{intfac（int）;

inta,b,c,sum=0;

cout<<"entera,b,c:

";

cin>>a>>b>>c;

sum=sum+fac（a）+fac（b）+fac（c）;

cout<

+"<

+"<

="<

return0;

}

//cpp2_2.cpp，递归方式

intfac（intn）

{

if（n<=1）return1;

else

return（n*fac（n-1））;

}

//cpp2_2.cpp，非递归方式

intfac（intn）

{intf=1;

for（inti=1;i<=n;i++）

f=f*i;

returnf;

}

程序3：

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{inti,j,row=0,colum=0,max;

inta[3][4]={{5,12,23,56},{19,28,37,46},{-12,-34,6,8}};

max=a[0][0];

for（i=0;i<=2;i++）

for（j=0;j<=3;j++）

if（a[i][j]>max）

{max=a[i][j];

row=i;

colum=j;

}

cout<<"max="<

return0;

}

程序4：

#include

//#include

usingnamespacestd;

constintn=10;

structstudent

{charnum[6];

charname[8];

charsex;

student*next;

};

intmain（）

{inti;

student*head,*p1,*p2;

head=p1=NULL;

for（i=0;i<3;i++）

{

p2=newstudent;

if（p2==NULL）

break;

cout<<"inputstudentinformation:

"<

cout<<"Num:

";

cin>>p2->num;

cout<<"name:

";

cin>>p2->name;

cout<<"sex:

";

cin>>p2->sex;

if（i==0）

{

head=p1=p2;

}

else

{

p1->next=p2;

p1=p2;

}

}

if（p1!

=NULL）p1->next=NULL;

cout<<"Outputinformation:

\n";

p1=head;

i=0;

while（p1!

=NULL）

{

i++;

cout<<"Number"<

cout<<"num:

"<num<<"name:

"<name<<"sex:

"<sex<

p1=p1->next;

}

p1=head->next;

head->next=p1->next;

deletep1;

cout<<"Afterdelete,Outputinformation:

\n";

p1=head;

i=0;

while（p1!

=NULL）

{

i++;

cout<<"Number"<

cout<<"num:

"<num<<"name:

"<name<<"sex:

"<sex<

p1=p1->next;

}

while（head!

=NULL）

{

p1=head->next;

deletehead;

head=p1;

}

return0;

}

思考题：

打开c2.cpp，对它进行编译时，出现提示：

选择“否”，出现提示：

选择“是”，则编译完成。

连接时，出现错误提示：

--------------------Configuration:

Cpp1-Win32Debug--------------------

Linking...

Cpp2.obj:

errorLNK2005:

_mainalreadydefinedinCpp1.obj

Debug/Cpp1.exe:

fatalerrorLNK1169:

oneormoremultiplydefinedsymbolsfound

Errorexecutinglink.exe.

Cpp1.exe-2error（s）,0warning（s）

出错原因：

c1工程中有两个main（）函数。

解决方法：

关闭c1的工作空间后，再打开c2.cpp。

实验2：

程序代码

（1）定义并实现类student

#include

classstudent//定义类

{public:

//类的公有成员

intNum;

charName[10];

charSclass[20];

voidinputs（）

{cin>>Num>>Name>>Sclass;}

voiddisplay（）

{cout<<"\n学号:

"<

”<

”<

};

voidmain（）//主函数

{studentss;//声明对象

ss.inputs（）;//调用成员函数

ss.display（）;

}

（2）程序2

include

usingnamespacestd;

classTime

{public:

voidset_time（void）

{cin>>hour;

cin>>minute;

c