面向对象程序设计C++实验指导书.docx

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面向对象程序设计C++实验指导书

面向对象的程序设计（C++）实验指导书

物理与信息工程学院电子信息工程系

实验1简单C++程序开发（2学时）

一、实验目的

1．熟悉VC++6.0编程环境；

2．编制简单C++程序并运行；

3.熟悉C++的编辑、编译、连接和运行过程。

二、实验内容及步骤

1．使用VisualC++6.0建立一个标准C++程序，编译、运行以下程序：

具体实验步骤：

1）启动VisualC++6.0开发环境

从“开始”菜单中选择“程序”|MicrosoftVisualStudio6.0|MicrosoftVisualC++6.0，显示VisualC++6.0开发环境主窗口，如图1-1所示。

图1-1VisualC++6.0的主窗口

在VisualC++主窗口的顶部是菜单栏，左侧为项目工作区窗口，右侧是程序编辑窗口。

工作区窗口用来显示所设定的工作区的信息，程序编辑窗口用来输入和编辑源程序。

2）建立和运行只包含一个C++源程序的方法

①建立只包含一个C++源程序的方法

一个最简单的C++程序只包含一个源程序的文件，建立这样的一个C++源程序的方法是在MicrosoftVisualC++主窗口的菜单栏中选择“File→New”命令，弹出“New”对话框，单击“Files”选项卡，在其列表框中选择“C++SourceFile”选项，表示要建立一个新的C++源程序文件，然后在对话框右半部分的Location文本框中输入准备编辑的源程序文件的存储路径（假设为F:

\C++），表示准备编辑的源程序文件将存放在F盘C++子目录下，在其上方的File文本框中输入准备编辑的源程序文件的名字（假设为example1.cpp），如图1-2所示。

图1-2Files中New选项卡

单击“OK”按钮回到主窗口，在程序编辑窗口编辑源程序文件，如图1-3所示。

图1-3编辑源文件

选择“File→Save”命令或快捷键Ctrl+S保存源程序文件。

也可以选择“File→SaveAs”命令指定新的文件名和路径，这时输入和编辑的源程序就以example1.cpp为文件名存放在F:

\C++子目录下。

②运行只包含一个C++源程序的方法

若要运行当前的源文件或一个已有的源文件，首先需要对该源文件进行编译，只要选择“Build→Compileexample1.cpp”命令进行编译即可。

在选择编译命令后，屏幕上出现一个对话框，内容是“Thisbuildcommandrequiresanactiveprojectworkspace.Wouldyouliketocreateadefaultprojectworkspace?

”（此编译命令要求有一个有效的项目工作区。

你是否同意建立一个默认的项目工作区？

），如图1-4所示。

图1-4对话框提示信息

单击“是（Y）”按钮，表示同意由系统建立一个默认的项目工作区，然后开始编译。

在进行编译时，编译系统检查源程序文件有无语法错误，然后在主窗口下部的调试信息窗口输出编译的信息。

如果有错误，就会指出错误的位置和性质，如图1-5所示。

图1-5编译提示信息

如果存在致命错误（error）和警告性错误（warning），则需要修改并重新编译；没有错误，则编译成功，生成一个example1.obj文件。

编译成功后，就可以对程序文件进行连接了。

选择主菜单中的“Build→Buildexample1.exe”命令，表示要求连接并建立一个可执行文件example1.exe。

运行该文件，在屏幕就可以看到输出结果。

2．建立一个多文件的程序，求最大值。

主函数放在一个文件中，Max函数放在另一个文件中。

如果一个程序中包含多个文件，则需要建立一个projectfile（项目文件），projectfile是放在Workspace（项目工作区）中，并在项目工作区的管理下工作的，因此，如果有多个项目文件存在时，还需要建立一个项目工作区。

在编译时，先分别对每个文件进行编译，然后将项目文件中的文件连接成一个整体，再与系统的有关资源进行连接，生成一个可执行文件，最后执行这个文件。

在实际操作时有两种方法：

一种是由用户建立项目工作区和项目文件；另一种是用户只建立项目和文件，而不建立项目工作区，由系统自动建立项目工作区。

后一种方法比前一种方法操作更简单。

由用户建立项目工作区和项目文件的具体操作为：

1）分别编辑好同一个程序的多个源程序文件，并存放在指定的目录下。

如一个程序包含两个源程序文件file1.cpp和file2.cpp，如图1-6、1-7所示，并已经把它们保存在F:

\C++子目录下。

图1-6file1.cpp源文件

图1-7file2.cpp源文件

2）建立一个项目工作区

建立一个项目工作区需要在MicrosoftVisualC++6.0的主窗口中选择“File→New”命令，然后单击此对话框上方的Workspace选项卡，在对话框右部Workspacename和Location中分别输入工作区名ws1和路径名F:

\C++\ws1，如图1-8所示。

图1-8选择File→New命令Workspace选项卡

单击“OK”按钮，返回主窗口。

此时在屏幕左部的工作区窗口中显示了“Workspace‘ws1’:

0project（s）”，说明当前的工作区名是ws1，其中没有放入项目文件，如图1-9所示。

图1-9新建工作区ws1

3）建立项目文件

选择“File→New”命令，然后单击此对话框上方的Project选项卡，在对话框左部的列表中选择“Win32ConsoleApplication”项，在右部Projectname和Location中分别输入项目文件名Project和路径名F:

\C++\ws1\project1，并按需要选中是否加入当前工作区，还是创建一个新的工作区单选按钮（假设选择加入当前已有工作区），如图1-10所示。

图1-10选择File→New命令Project选项卡

单击“OK”按钮后，在弹出的对话框上选中“Anemptyproject”单选按钮，单击“Finish”按钮，则系统弹出一个工程信息对话框，单击“OK”按钮，出现图1-11所示对话框。

可以看到在屏幕左部的工作区窗口中显示了“Workspace‘ws1’:

1project（s）”，说明当前的工作区名是ws1，其中已经放入了项目文件project1。

图1-11新建的项目文件project1

项目文件建好后，选择将源程序文件加入到该项目文件中。

选择“Project→AddToProject→Files”命令，找到要加入的源程序文件file1.cpp和file2.cpp，把他们加入到项目文件project1中，其显示结果如图1-12所示。

此时可以对加入多个源程序文件的项目文件进行编译和连接了。

方法是：

单击主菜单中的“Build→BuildProject1.exe”命令，系统将对整个项目文件进行编译和连接，在窗口下部会显示编译和连接的信息。

如果程序有错，会显示出错信息，这时需要进行修改；如果没错，则生成可执行文件Project1.exe。

选择主菜单中的“Build→ExecuteProjrct1.exe”命令就可以执行project1.exe。

图1-12加入file1.cpp和file2.cpp的project1

在程序运行时，根据要求输入所需的数据，回车后即得到程序的输出结果。

实验2类与对象（2学时）

一、实验目的

1．掌握C++类的概念和基本组成，学会设计类，掌握类对象的声明和使用方法；

2．熟悉各种成员函数包括构造函数、析构函数、内嵌函数的定义与使用；

3．掌握静态数据成员的使用。

二、实验内容及步骤

1.声明一个Circle类，有

1）数据成员Radius（半径）

2）成员函数GetArea（）计算圆的面积

3）构造函数Circle（floatradius）进行初始化

4）析构函数

在主函数中创建一个Circle类的对象进行测试（输入一个数值，作为Circle类对象的半径，调用该对象的GetArea（）求以该数值为半径的圆的面积）。

2.声明一个tree类，有

1）数据成员ages（树龄）

2）成员函数grow（intyears）对ages加上years

3）成员函数age（）显示对象的数据成员ages的值

4）构造函数tree（intn=0）进行初始化

5）析构函数

在主函数中创建一个tree类的对象进行测试（创建一个树龄为18的对象，调用age（）显示树龄，之后调用grow（4），生长4年，再显示树龄）。

3.改正以下程序中的错误，并分析错误原因。

提示：

该程序中point类的构造函数定义不正确,在main（）中对数据成员的访问不正确。

要求修改程序后，在主函数中创建一个对象并初始化为坐标（5，5），然后输出这个点的X，Y坐标。

4.声明一个名为Rectangle的矩形类，其属性为矩形的左下角和右上角两点的坐标，并有成员函数计算矩形的周长及面积。

编程实现求左下角与右上角坐标分别为（2.1，3.2），（5.2，6.3）的矩形周长及面积。

实验3函数、指针、数组

一、实验目的

1．掌握指针的声明、使用和运算；熟悉引用的声明与特点。

2．学会数组与指针、函数与指针的使用方法。

3．掌握函数的声明、调用、实参与形参的值传递关系、返回值；

4．理解函数重载，掌握函数重载的方法；

二、实验内容及步骤

1．编写程序：

定义一个变量，一个指针，建立该变量的引用。

对变量进行初始化，并将指针指向该变量，分别通过指针和引用改变该变量的值，并输出结果进行比较分析。

2．编写程序：

任意输入10个整数放于数组中，利用指针访问数组，求出该数组中的最大数max以及最小数min。

3．编写程序：

定义c风格字符串，删掉字符串中的数字字符。

4．用重载函数实现两个整数和三个整数的排序，按照从小到大的顺序将排序结果输出。

1）声明函数sort为重载函数，并根据参数个数的不同分别进行定义；

2）在main中用cin分别输入两个整数和三个整数；

3）根据参数个数的不同，调用不同的函数，从而实现重载。

5．在主函数中定义两个变量，调用交换函数实现两个数的交换。

分别用指针和引用作参数来编写交换函数。

（体会引用的作用）

实验4类的继承（2学时）

一、实验目的

1．掌握类的继承的类别与方式；了解派生类中如何使用基类的成员、基类成员在派生类中的访问控制；

2.掌握继承中构造函数和析构函数的调用过程；

3．掌握多基继承的使用与访问方法，并理解类层次中访问规则；

4．掌握虚基类的定义及使用。

二、实验内容及步骤

1.给出一个Document类，从Document派生出Book类，增加PageCount变量。

在主函数中进行测试，创建Book类对象并进行初始化，输出书名和页数。

2.设计一个单基继承的类层次程序，利用Person类派生出Student类，增加属性xh（学号），Person类中至少有姓名、年龄等数据成员，成员函数中构造函数对其初始化，析构函数释放相应存储单元，输出函数输出其数据成员的值，其它成员函数根据需要添加，在主函数中进行测试。

3.定义一个学生类Student和教师类Teacher，学生类有姓名、学号、私有数据成员，教师类有姓名、工作证号、职称、课程、周学时数。

再定义一个助教类TA，继承学生类和教师类，该类可以使用学生类的全部数据成员，以及教师类的课程和周学时数的数据成员。

要求：

每个类提供自定义的构造函数和析构函数，并通过同名函数ShowInfo来显示全部数据成员的值。

4.设计一个虚基类Person，包含姓名和年龄私有数据成员以及相关的成员函数；由它派生出领导类Leader，包含职务和部门私有数据成员以及相关的成员函数；再由Person派生出工程师类Engineer，包含职务和专业私有数据成员以及相关的成员函数；再由Leader和Engineer类派生出主任工程师类Chairman。

并采用相关数据进行测试。

实验5多态与虚函数

一、实验目的

1.理解多态的概念

2.掌握如何用虚函数实现运行时多态

3.掌握如何利用抽象类

二、实验内容及步骤

1.设计一个图形类（Shape），由它派生出三角形类（Triangle）、正方形类（Square）、圆形类（Circle），利用虚函数计算图形面积，并在主函数中进行测试。

2.定义一个教师类，由教师类派生出讲师、副教授、教授类。

教师的工资分别由基本工资、课时费和津贴构成。

假设讲师、副教授、教授的基本工资分别为800、900、1000元，课时费分别为每小时40、45、50元，津贴分别为1300、1800、2300。

定义虚函数来计算教师的工资，并通过主函数来进行验证。