《面向对象程序设计B》实验指导书.docx
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《面向对象程序设计B》实验指导书
《面向对象程序设计B》实验指导书
实验地点：
二教二楼信息技术综合实验室（2207）
实验时间：
10-15周共12学时（5次上机设计，一次考核）
实验一类的建立与应用
一、实验目的
类构成了实现C++面向对象程序设计的基础。
类是C++封装的基本单元，它把数据和函数封装在一起。
当类的成员函数声明为保护时，外部不能访问；声明为公共时，则在任何地方都可以访问。
通过建立类来掌握面向对象程序设计中类的封装性、数据保护等特性以及构造函数、析构函数，掌握系统什么时候自动缺省构造函数和缺省析构函数。
要求掌握声明和定义类和成员函数的方法,掌握访问成员函数的方法,理解保护数据如何屏蔽外部访问的原理,使得对类的封装有更好的认识。
成员函数的定义：
1.在类中定义成员函数：
在类中定义的成员函数一般规模都比较小，语句只有1～5句，而且特别是不允许使用switch语句，它们一般为内联函数，即使没有明确使用inline标示。
2.在类之后定义成员函数：
对于大的成员函数，直接把代码放到类定义中使用起来十分不方便。
为了避免这种情况，C++允许在其他地方定义成员函数。
将类定义和其成员函数定义分开，是目前开发程序的通常做法。
我们把类定义（头文件）看成是类的外部接口，类的成员函数定义看成是内部实现。
二、实验内容
使用VisualS2003建立一个复数类，并编制主程序来验证对所创建的复数类的操作的正确性。
三、实验要求
1、有两个私有的成员x和y；
2、分别有一个带参数构造函数和无参数构造函数；
3、定义一个可以显示复数的实部和虚部的成员函数。
四、思考题
1、该复数没有定义析构函数（如果使用VisualS2003创建类，则会自动为该类生成析构函数），系统会怎样做？
2、如果定义该复数类的对象时不带参数，是否可以？
如果不行，是何原因？
实验二重载
一、实验目的
在C语言中，每个函数都必须有其唯一的名字。
对于不同类型上作不同运算而又用同样名字的情况，则称之为重载。
重载分为对函数重载和对运算符重载。
对重载函数必须至少在参数个数、参数类型或参数顺序上有所不同。
运算符重载不改变运算顺序和优先级。
有五个运算符不能重载，它们是.:
:
*?
:
#。
也不能创造新运算符。
C++规定，运算符中，参数说明都是内部类型时，不能重载。
通过重载类的成员函数来掌握面向对象程序设计中的编译时多态性。
二、实验内容
修改中
三、实验要求
四、思考题
实验三类的继承
一、实验目的
通过以一个类为基类来为其建立派生类的方法，掌握面向对象程序设计中类的继承性、层次性等特性以及派生类中给基类构造函数传递参数的方法，掌握基类中不同访问权限的成员在派生类中的访问权限。
继承是C＋＋语言的一种重要机制，该机制自动地为一个类提供来自另一个类的操作和数据结构，这使得程序员只需在新类中定义已有类中没有的成分来建立类。
理解继承是理解面向对象程序设计所有方面的关键。
能利用现有的类建立新类，能理解继承如何提高软件的可重用性，理解多态性对于继承的意义，掌握多态的工作原理。
派生类（子类）继承它父类的属性和操作，在继承中，基类的private对所有的外界都屏蔽（包括自己的派生类），基类的protected控制符对应用程序是屏蔽的，但对其派生类是可访问的。
存取方式与继承关系
存取方式
继承类型
public
protected
private
public
public
protected
private
protected
protected
protected
private
private
private
private
private
二、实验内容
使用VisualS2003建立一个类A，然后派生出两个类B和C。
三、实验要求
1、要求类A的公有段、保护段、私有段分别都有对应的数据和成员函数；
2、分别以public和private的方式派生出两个类B、C；
3、通过B和C的构造函数传递参数给基类A的构造函数，验证它们之间的调用关系和调用顺序；
4、在这两个派生类中实现对基类成员的访问，在基类的基础上增加新的成员函数；
5、编制主程序验证派生类的正确性。
四、实验课后要求
1、整理课内上机的结果、体会；
2、完成实验报告。
实验四虚函数
一、实验目的
虚函数是重载的另外一种形式，它是一种动态的重载方式，提供了一种更为灵活的多态性机制，它在运行时才决定如何动作。
对于基类和派生类中的函数重载，通过指针引起的普通成员函数调用，仅仅与指针的类型有关，而与此刻正指向什么对象无关（如：
指向基类对象的指针，当其指向派生类对象时，只能利用它来直接访问派生类中从基类继承来的成员，不能直接访问公有派生类中自己特定的成员）。
在这种情况下，必须采用显示的方式调用派生类中的函数成员。
要实现使用对象指针时，能使指针指向不同对象时能执行不同的操作的功能，就需要定义虚函数来实现。
虚函数是引入了派生类概念之后，用来表现基类和派生类的成员函数的关系的函数。
虚函数定义在基类中进行，在基类中需要定义为虚函数的成员函数前加关键字virtual，从而提供了一个接口界面，在基类中的某个成员被声明为虚函数后，此虚函数就可在一个或多个派生类中被重新定义。
在重新定义时，其函数原型、包括返回类型、函数名、参数个数及参数类型的顺序，都必须与基类中的原型完全一致。
二、实验内容
使用VisualS2003建立一个类A，A中定义一个虚函数，然后派生出两个类B和C。
三、实验要求
1、分别以public和private的方式派生出两个类B、C；
2、在基类A中添加一个虚函数和一个非虚函数，分别在派生类中对该虚函数进行重载；函数和非虚函数实现的功能要求由参加实验的同学自己决定；
3、设计主程序，要求其能够分别用一般对象和指针对象实现各类中虚函数的调用和非虚函数的对应调用；
4、对运行的结果进行分析并做出注释，对不能运行的代码注释并做出相应的原因分析（可参考课本P234-235程序中的主函数程序段的注释）。
四、思考题
1）考虑虚函数在什么情况下调用不具有虚函数的特点？
2）纯虚函数跟虚函数相比，有什么区别？
有纯虚函数的类跟有虚函数的类相比，又有什么区别？
实验五模板
一、实验目的
通过使用模板来实现类属编程，以此来简化编程。
模板是C++语言中相对较新的一个重要特性。
模板使程序员能够快速建立具有类型安全的类库集合和函数集合，它的实现，方便了更大规模的软件开发。
模板可以让程序对任何其它数据类型进行同样方式的处理。
C++程序由类和函数组成，模板也可以分为类模板（classtemplate）和函数模板（functiontemplate）。
函数模板的一般定义形式为：
Template<类型形式参数表>返回类型函数名（形式参数表）
{
//函数定义体
}
类模板的一般定义形式是：
Template<类型形式参数表>class类名
{
//类声明体
};
类中成员函数一般的定义形式是：
Template<类型形式参数表>
返回类型类名<类型名表>：
：
成员函数名（形式参数表）
{
//成员函数定义体
}
二、实验内容
使用VisualS2003分别建立模板函数和模板类，并将其实例化。
三、实验要求
1、编写一个函数模板，它返回两个值中的最小者，要求能正确处理两个数（整数、双精度数、单个字符），两个字符串等；
2、编写一个类模板，该类实现对一个数组（整型、双精度型等）求和并求平均值。
四、实验课后要求
1、整理课内上机的结果、体会；
2、完成实验报告。
附录在VisualS2003中建立、编译和运行程序
首先确认系统已经安装VisualS2003，以下简称VC。
在VC开发环境中既可以编译纯C++语言程序，也可以编译C语言程序。
要使得VC开发环境能直接编译纯C语言，常用情况下要把头文件“stdio.h”，“stdlib.h”和“string.h”几个头文件包含进去。
使用VC来建立、编译、运行程序包含以下几个步骤
1：
启动VC，在VC的起始页界面点击「创建项目」：
2在弹出的「新建项目」对话框中「模版（T）」区选取“Win32控制台项目”，在「位置（L）」栏中输入项目要保存的位置，也可以点击该栏右侧的「浏览（B）...」选择保存路径。
为统一管理，要求选择的路径为“F:
\数据结构B\\”，这里最后的“”换为对应自己的学号。
选择保存位置后，在「名称（N）」栏中输入项目名，如"Lab1"，然后点击「确定」按钮；
3注意：
在弹出的「Win32应用程序向导」对话框时，先不要点击「完成」，而要选择点击「应用程序设置」：
4在接下来弹出的对话框里选择「空项目」，然后再点击「完成」：
5在VC「设计」-起始页右侧上方的「解决方案资源管理器」是同学们要注意使用的：
新建或添加已有的源文件
「解决方案资源管理器」的局部放大：
右键单击源文件：
在弹出菜单中选「添加」再选「添加新项」或「添加现有项」：
在弹出对话框中「模板」点「C++文件」，在「名称（N）」栏输入新建的源文件名如下图是”ListTest”（写不写扩展名”.cpp”均可），点「打开」，即可对新建源文件编辑。
项目的编译和运行
编写程序完毕后，点击菜单「生成（B）」然后视需要单击「生成解决方案」或「编译」。
生成或编译时要注意下面「输出」窗口的信息，如果生成成功，就可以开始运行调试程序。
运行调试，在菜单「调试（D）」点击相应的选择，或者按相应的快捷键，如“F5”启动程序调适运行。
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