C++程序设计实验指导书.docx
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C++程序设计实验指导书
C++程序设计
实验指导书
通信工程学院
前言
C++语言是目前程序设计的主流语言，熟练掌握C++软件是工程技术人员开发软件的必备素质。
本课程主要阐述C++程序设计的基本原则及面向对象技术程序设计的基本原理和方法，使学生深刻理解面向对象技术所带来的观念改革，掌握一种面向对象程序设计语言和面向对象设计的思维方式、规则与基本方法，了解面向对象程序设计技术的发展趋势。
通过本课程学习，使学生掌握面向对象程序设计的基本方法、规则，并能用面向对象的方法，对客观事物进行分析、建立模型，初步掌握C＋＋面向对象编程语言。
程序设计是一门实践性很强的课程，必须以实践为重，许多实践知识不是靠听课和看书学到的，而是通过长时间的实践积累起来的，切忌只看书，不上机实践。
C++实验的目的，绝不仅是为了验证教材和讲课的内容，或者验证自己所编写的程序正确与否。
其目的更在于：
1、加深对讲授内容的理解，尤其是一些语法规定，只靠课堂讲授，不足于掌握理解。
通过多次上机，就能自然地、熟悉地掌握，所谓熟能生巧。
2、熟练掌握并使用C++程序开发的环境。
3、学会独立调试和运行程序。
任何程序都不是一蹴而就的，需要多次的更改调试，对初学者来说更是如此。
因此，要在调试过程中积累经验，再利用经验高效、快速地调试程序。
调试程序的能力是每个程序设计人员应当掌握的一项基本功。
4、养成良好的编程习惯，编写良好风格的代码。
编写程序应遵循良好的编程规范，使程序具有良好的可读性、可维护性。
正如写文章一样，不仅要写得一手好字，更要格式规范，段落分明，思路清晰。
5、培养独立编写程序的能力。
程序设计最终的目的是使用计算机解决实际问题，问题是什么，如何解决，解决方法是什么，如何编写程序解决问题才是核心。
因此，在做实验的时候应多问为什么，多观察，多分析，多动手。
确立以上原则为指导思想，认真的实践才能真正掌握C++。
实验一数据类型和表达式
【实验目的】
1、熟悉并学习使用C++程序编译平台VC6.0；
2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的C++程序；
3、掌握C++语言基础数据类型，熟悉变量及常量的定义和赋值方法；
4、学会使用C++算术运算符和算术表达式；
5、掌握C++程序的赋值和输入输出语句的使用方法；
6、掌握简单C++程序的编写和调试
【实验内容】
1、从键盘上输入两个int型数，比较其大小，并输出显示其中较小的数；
2、从键盘上输入一个int型数，一个浮点数，比较其大小，将输出其中较大的数；
3、输入一摄氏温度，编程输出华氏温度。
已知；华氏温度转换为摄氏温度的计算公式如下：
其中，
表示华氏温度，
表示摄氏温度。
4、编程实现输入千米数，输出显示其英里数。
已知：
1英里=1.60934千米（用符号常量）
5、输入一个int型数，将它的低4位（右四位）都置为1；
6、求出1到1000之间的完全平方数。
所谓完全平方数是指能够表示成另外一个整数的平方的整数。
要求每行输出8个数。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、实验报告中总结cin和cout的使用方法；
4、把第4小题的符号常量改成宏定义的方式；
实验二预处理和语句
【实验目的】
1、熟悉并掌握使用文件包含命令；
2、熟悉并学习使用条件编译命令；
3、掌握选择语句；
4、掌握循环语句；
【实验内容】
1、编写一个程序，输入某雇员的每周工作时间（以小时计）和每小时的工资数，计算并输出他的工资。
若雇员周工作小时超过40小时，则超过部分按原工资的1.5倍的加班工资来计算。
若雇员每周工作小时超过60小时，则超过60的部分按原工资的3倍的加班工资来计算，而40到50小时的工资仍按照原工资的1.5倍的加班工资来计算。
•要求有输入提示和输出提示，如要输入雇员的工作时间和每小时的工资值时，可以提示：
“Pleaseinputemployee’sworktimeandwage_per_hour:
”
输出时，提示：
“Theemployee’swage:
”；
2、编写一个程序，提示用户输入一个年份及这一年的第一天是星期几，输出每个月的第一天是星期几。
例如，如果用户输入2005和6，表示2005年1月1日是星期六，程序应输出如下内容：
January1,2005isSaturday
…
December1,2005isThursday
•用函数intComputeDay（intyear,intday）计算星期；
•在main函数完成用户输入和输出工作；
3、编写贷款分期偿还程序。
一笔贷款的月还款包含偿还本金和偿还利息。
月利息可以通过月利率乘以余额（剩余本金）来计算，于是月偿还金额就等于月还款额减去月利息。
•要求用户输入贷款额、贷款年限和利率，程序输出分期还款的计划。
•如果输入贷款额度10000美元、期限1年和利率7%，程序应该输出：
LoadAmount：
10000
NumberofYears：
1
AnnualInterestRate：
7%
MonthlyPayment：
865.26
TotalPayment：
10381.21
Payment#InterestPrincipalBalance
158.33806.939193.07
253.62811.648381.43
…
1110.0855.26860.27
125.01860.250.01
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、把第2小题的ComputeDay（intyear,intday）函数的声明和实现分别放在同一工程项目下的不同文件中；
4、总结文件包含编译命令的特点；
实验三指针和数组
【实验目的】
1、掌握指针的概念、学会定义和使用指针变量；
2、学习使用指针数组和指向数组的指针；
【实验内容】
1、一个班有5名学生，每个学生修了五门课，求每个学生的平均成绩，并输出每个学生的学号，每门课程的成绩及平均值。
求某门课程的平均分；
实现要求：
•分别编写2个函数实现以上2个要求，第1个函数用数组名作参数，第2个函数用指针用参数，并在函数体内用指针对数组操作。
2、编写一个程序，实现矩阵运算，具体要求如下：
•用函数addMatrix（inta[][COLUMN_SIZE],intb[][COLUMN_SIZE],intc[][COLUMN_SIZE],introwSize）实现矩阵相加运算；
•用函数multiplyMatrix（inta[][COLUMN_SIZE],intb[][COLUMN_SIZE],intc[][COLUMN_SIZE],introwSize）实现矩阵相乘运算；
•矩阵a和矩阵b的数据从键盘输入；
•输出矩阵相乘或相加结果即c矩阵的数据；
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
实验四函数和作用域
【实验目的】
1、掌握函数的定义和说明方法；
2、掌握函数调用时的传值调用、传址调用和引用调用方法；
3、掌握函数重载的方法；
4、学习使用指向字符串的指针变量；
5、掌握作用域的种类和范围；
【实验内容】
1、编写一个极坐标转换为直角坐标的程序，具体要求如下：
•在main函数中读入极坐标半径和相角；
•使用函数conver实现极坐标和直角坐标之间的转换；
•分别用传址调用和引用调用的方式调用conver函数；
2、编写一个程序，实现浮点类型数据和复数类型数据的相乘；具体要求如下：
•用结构体定义复数类型数据；
•编写浮点类型数据乘法运算函数product；
•重载函数product实现复数类型数据相乘；
•在mian函数中通过键盘输入一对浮点数和一对复数，分别对这两对数据进行相乘计算，并输出结果；
3、编写程序计算一个人的生物节律指数，它是生理、智力和情绪指数之和。
情绪周期
是一个正弦曲线，其振幅为1，周期为28天，在给定的一天内，一个人的情绪指数是
，
是他的年龄（以天计算）类似地，生理和智力周期也是正弦曲线，振幅为1，周期分别是23天和33天。
•编写输入年月日计算天输的函数computeday；
•编写计算生理指数的函数compute_physiological_index；
•编写计算情绪指数的函数compute_emotional_index；
•编写计算智力指数的函数compute_mentality_index；
•在主程序中输入年月日，计算生物节指数并输出；
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、在实验报告中回答如下问题：
•传址调用和引用调用有何不同？
•函数重载时可以除了参数的类型不同，其他都相同吗?
4、总结作用域的种类和使用范围；
实验五类与对象
（一）
【实验目的】
1、掌握类的概念以及定义类的方法；
2、学习简单面向对象程序的编写；
【实验内容】
1、设计一个名为Fan的类，表示一个风扇，该类满足下述要求：
•具有描述风扇转速的成员speed；
•具有描述风扇是否开启的成员on；
•具有描述风扇半径的成员radius；
•具有描述风扇颜色的成员color
•以上所有成员的访问和更改函数；
•输出风扇所有信息的函数display；
•在main函数中创建2个Fan的对象，将第一个风扇的转速、半径和颜色分别设置为3、10和yellow，并将它打开。
第二个风扇的转速、半径和颜色分别设置为2、5和blue，并将它关闭。
输出以上2个风扇的所有信息。
2、设计一个名为Account的类，该类满足下述要求：
•一个名为id的int型成员，表示账户的身份号；
•一个名为balance的double型成员，表示账户余额；
•一个名为annualInterestRate的double型数据域，保存当年利率；
•以上所有成员的访问和更改函数；
•一个名为getMonthlyInterestRate（）的函数，返回月利率；月利率为年利率/12；
•一个名为withDraw的函数，从账户中支取指定金额；
•一个名为deposit的函数，向账户中存入指定金额；
•在mian函数中，创建一个Account对象，其ID为1122，账户余额为20000，年利率为4.5%，使用withDraw函数取出2500美元，使用deposit函数存入3000美元，然后输出账户的余额、月利率。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、在报告中回答以下问题：
•定义类时，那些成员数据和成员函数是必须的，那些不是？
public、protected、private分别表示什么意思？
能否对类的成员数据在定义时初始化？
•在实验内容的第2小题中，账户余额变量balance是否必须定义为静态变量？
为什么？
实验六类与对象
（二）
【实验目的】
1、掌握类的构造函数和析构函数的概念和使用方法；
2、掌握对象数组、对象指针的定义和使用方法；
3、掌握new和delete的使用方法；
【实验内容】
1、设计描述平面坐标上的点CPoint类，该类满足下述要求：
•具有x，y坐标信息；
•具有带默认形参值的构造函数，参数分别用于初始化x和y坐标信息；
•具有获取x、y信息的GetX和GetY函数，具有设置x、y信息的SetX和SetY函数；
2、设计一个矩形类CRectangle，该类满足下述要求：
•具有矩形的左下角和右上角两个点的坐标信息，这两个点的数据类型是CPoint；
•具有带参数的构造函数CRectangle（constCPoint&,constCPoint&），参数分别用于设置左下角和右上角两个点的坐标信息；
•具有设置左下角和设置右上角的两个点坐标的功能SetLPoint（constCPoint&）和SetRPoint（constCPoint&）；
•具有获得周长（GetPerimeter）和获得面积（GetArea）的功能。
3、在main函数中，完成以下工作：
•动态创建一个CRectangle类的对象a_rectagnle，其初始的左下角和右上角坐标分别为（2,5）、（6,8）；调用GetPerimeter和GetArea获得矩形周长和面积，并将周长和面积显示在屏幕上；
•调用SetLPoint设置a_rectagnle的左下角为（4，6），调用SetRPoint设置a_rectagnle的右上角为（7，9）；调用GetPerimeter和GetArea获得矩形周长和面积，并将周长和面积显示在屏幕上；
•销毁该动态创建的对象。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、总结类的构造函数和析构函数的特点；
实验七继承与派生
【实验目的】
1、理解继承在面向对象程序设计中的重要作用；
2、理解继承和派生的概念；
3、掌握通过继承派生出一个新类的方法；
4、进一步学习简单面向对象程序的编写；
【实验内容】
1.设计一个Person类，它有两个派生类Student和Employee，Employee有两个派生类Faculty和Staff。
•Person类有一个string类型的名字name，string型的身份号id，string型的电话号码phonenumber,Person类构造函数的对应name的参数不能有默认形参值。
•Student类有一个年级grade属性（Freshman、Sophomore、Junior或Senior），将属性值定义为常量；
•Employee类有一个string型的办公地点office，一个double型的月薪水salary和一个MyDate型的雇佣日期dateHired；
•Faculty类有一个级别rank属性（Professor=3、AssociateProfessor=2、AssistantProfessor=1），属性值也定义成常量。
教师的薪水的计算方式为“薪水=基本工资×级别”；
•Staff类有一个职务position属性，为string类型，教工的薪水计算方式为“薪水=基本工资+津贴×工作年数”。
工作年数算到2010年1月1日为止，基本工资BasicWages、津贴Allowance定义为常量。
•上述5个类都有一个print成员函数来输出该类对象除薪水外的基本信息。
•MyDate类有year、month、day三个数据成员，有一个计算两个MyDate对象间年差的成员函数diffYear（MyDate&），年差计算只精确到月；三个数据成员的获取器函数。
3.定义上述类，并合理地补充构造函数和其它需要的函数。
在main函数中，定义一个Person类对象，一个Student类对象和一个Employee类对象一个Faculty类对象和一个Staff类对象。
输出Person类及其派生类对象的基本信息，并输出Faculty类对象和Staff类对象的薪水。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、总结基类中public、protected、private成员在不同的继承方式下在派生类中的访问权限；
实验八多态实现
【实验目的】
1、了解继承和多态的作用和实现方式，掌握动态联编方法；
2、掌握使用C++语言的抽象类和派生类实现继承性；
【实验内容】
1、设计一个立体图形类（CStereoShape类），并满足如下要求：
•CStereoShape类有一个纯虚函数GetArea，能够获取立方体的表面积；
•CStereoShape类有一个纯虚函数GetVolume，能够获取立方体的体积；
2、设计一个立方体类（CCube类），该类继承于CStereoShape类，并满足如下要求：
•CCube类有一个带参数的构造函数，其参数分别对应于立方体的长、宽、高。
•用一个成员函数来实现对立方体长、宽、高的设置。
•重载CStereoShape类的GetArea和GetVolume，分别完成立方体的表面积和体积的计算。
3、设计一个球体类（CSphere），该类继承于CStereoShape类，并满足如下要求：
•CSphere类有一个带参数的构造函数，其参数对应于球体的半径。
•用一个成员函数来实现对球体半径的设置。
•重载CStereoShape类的GetArea和GetVolume，分别完成球体的表面积和体积的计算。
4、实现一个main函数，在main函数中至少完成如下工作：
•实例化一个CCube类的对象a_cube和CSphere类的对象c_sphere；
•定义一个CStereoShape类的指针p；
•将a_cube的长、宽和高分别设置为4、5和6；将p指向a_cube，通过p将a_cube的表面积和体积打印到屏幕上；
•将c_sphere的半径设置为7；将p指向c_sphere，通过p将c_sphere的表面积和体积打印到屏幕上。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、总结静态联编和动态联编的区别；
4、总结抽象类的特点及作用；
实验九友元与运算符重载
【实验目的】
1、掌握友元函数的使用方法；
2、掌握使用运算符重载方法；
【实验内容】
1、定义一个复数类，重载“-=”运算符，使这个运算符能直接完成复数的“-=”运算。
•分别用成员函数与友元函数编写运算符重载函数；
•在主函数中定义复数对象c1（10,20）、c2（15,30），进行c2-=c1的复数运算，并输出c1、c2的复数值。
2、定义一个数组类Array：
•其私有数据成员为整型一维数组a[10]；
•通过构造函数给数组赋初值；
•用show函数显示数组的元素值；
•用成员函数重载运算符“+”，直接实现两个一维数组对应元素相加的运算。
•在主函数中定义数组a、b分别为：
inta[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}；intb[10]={4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}；
•用Array定义三个数组对象arr1（a）、arr2（b）、arr3，执行arr3=arr1+arr2运算，输出arr3的数组元素值。
•类似地，用友元函数重载运算符“+=”，实现复合赋值运算：
arr1+=arr2，并输出arr1的元素值。
3、定义一个人民币类Money；
•类中数据成员为元、角、分；
•用成员函数与友元函数重载“――”运算符，实现人民币对象的减1运算；
•在主函数中定义人民币对象m1=10元8角5分及对象m2、m3，对m1作前置“――”并赋给m2。
对m1作后置“――”并赋给m3。
显示m1、m2、m3的结果。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
3、总结友元函数的作用；
4、总结运算符重载时的注意事项；
实验十I/O流库
【实验目的】
1、理解流、流类、流类体系的概念；
2、学会用预定义格式控制函数设置输出格式（数制、宽度、小数点等）；
3、掌握文本文件的使用方法；
4、初步掌握二进制文件的使用方法。
【实验内容】
1、定义描述职工工资的类Laborage，数据成员为职工号（No）、姓名（Name[8]）、应发工资（Ssalary）、社保金（Security）、实发工资（Fsalary）。
•定义公有成员函数Input（），在Input（）函数内输入职工号、姓名（用getline函数）、应发工资、社保金，实发工资由公式：
Fsalary=Ssalary-Security计算；
•定义输出职工工资的成员函数Show（）。
在显示函数Show（）中，职工号、姓名的输出域宽为8、左对齐，其余数据的输出域宽为10、右对齐、保留小数点后两位，输出格式均用预定义格式控制函数设置；
•在主函数中用Laborage类定义职工对象数组a[3]。
用Input（）输入职工工资，用Show（）显示每个职工的工资。
（提示：
用getline输入姓名后，必须用回车结束姓名输入）；
实验数据：
1001ZhouZhi3000200
1002ChenHua4000400
1003WangFan5000500
2、将一个源文件复制为两个不同名目的文件，源文件与目的文件均用构造函数打开，使用成员函数get与put复制第一个目的文件，使用getline与插入运算符复制第二个目的文件。
（提示：
用get函数将输入文件流对象的指针指向文件尾后，无法将该指针移到文件首位置。
所以只能定义两个输入文件流对象打开同一源文件，用于两种方式的文件复制。
）
实验数据：
源文件：
e:
\ex\a.txt，文件内容为soucefile
目的文件1：
e:
\ex\b.txt
目的文件2：
e:
\ex\c.txt
3、将存放在源文件（e:
\ex\array1.txt）中学生成绩读入二维整型数组a[3][5]中，数组a的第0列存放学号，第4列存放平均成绩。
计算出每个学生的平均成绩，用擂台法对数组a按平均成绩升序排序后，存放在目的文件（e:
\ex\array2.txt）中。
学生的学号与成绩如实验数据所示。
编写程序实现上述要求。
【实验要求】
1、编写实验内容要求的程序、编译并调试通过；
2、实验报告中记录编程过程中出现的错误与改正方法；
实验报告模版如下（无需封面）：
实验XXXXXXXXXXXXXX
选课时间：
XXXX学号XXXX姓名XXX
【实验目的】
1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx；
2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX；
【源程序】
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（程序关键语句加上注释）
【错误及解决办法】
1、XXXXXXXXXXXXXXXX
2、（此部分记录在程序编写中的遇到的问题和解决方法，如果问题太多，可择要记录）
【实验总结】
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（此部分用来回答实验要求中的问题）
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