《面向对象程序设计 C++》实验报告.docx
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《面向对象程序设计C++》实验报告
《面向对象程序设计》实验教学大纲
实验学时：
32
实验个数：
13
实验学分：
1
课程性质：
专业必修课
适用专业：
软件工程
教材及参考书：
1.《C++语言程序设计习题与实验指导》，郑莉、傅仕星编著，北京：
清华大学出版社，2004
2.《C++语言程序设计（第三版）》，郑莉、董渊编著，北京：
清华大学出版社，2005
大纲执笔人：
李晓宁
大纲审定人：
刘芳、苟仕蓉、左友东
一、实验课的性质与任务
本课程实验大纲是面向计算机专业学生开设的《C++程序设计》实验课计划指导大纲，是依据《面向对象程序设计》课程教学计划指导大纲编制。
本课程主要讲述了利用C++进行程序设计的思想和方法，既有面向过程和面向对象的程序设计的理论知识，又包括极强的实践应用能力的培养。
本实验大纲力求结合该课程教学计划大纲的相应内容，由浅入深的指导学生了解和掌握如何利用C++程序设计语言进行程序设计，提高学生的动手能力，做到理论和实践相结合，培养学生理解，分析程序，编写，调试程序的能力，使之能把程序设计应用到今后的专业学习中。
二、实验课程目的与要求
1.实验目的：
通过本课程的学习，使学生掌握面向过程的程序设计思想和编程思路，初步掌握面向对象的程序设计思想，学会调试程序，能独立编写实用的小型程序。
2.实验要求：
1）学生应该自始至终贯彻课程中所介绍的程序设计风格,养成良好的编程习惯；
2）应独立完成所布置习题。
为保证尽量在统一安排的上机时间内编译运行通过程序，学生应事先设计好程序。
三、实验项目及内容提要
面向对象程序设计实验课程
序号
实验项目编号
实验名称
学时
必做
选做
学分数
实验类型
内容提要
基本操作
验证
综合
设计
1
一
VisualC++开发环境入门
2
√
√
熟悉VC++开发环境
2
二
C++简单程序设计
4
√
√
基本算法结构
3
三
函数的应用
2
√
√
函数设计、模板函数
4
四
类与对象
6
√
√
类的设计与使用
5
五
C++程序的结构
2
√
√
作用域与生存期，静态成员
6
六
数组、指针与字符串
4
√
√
三种常见编程元素的使用
7
七
继承与派生
6
√
√
派生类的设计与使用
8
八
多态性
2
√
√
运算符重载、动态多态
9
九
群体类和群体数据的组织
4
√
√
群体类的设计
10
十
泛型程序设计与C++标准模板库
2
√
√
STL库的使用
11
十一
流内库与输入、输出
2
√
√
常用输入输出方法
12
十二
异常处理
2
√
√
异常处理机制的设计
13
十三
Windows应用程序框架
2
√
√
VC开发Windows程序方法
四、实验内容安排：
实验一VisualC++6.0开发环境应用入门
（验证性实验2学时）
1.目的要求：
了解VisualC++6.0的特点，熟悉了解VisualC++6.0的开发环境，学习使用VisualC++6.0编写标准的C++控制台应用程序。
2.实验内容：
使用VisualC++来建立一个非图形化的标准C++程序，编译、运行教材中的例3-3，用公式法求解PI的数值，并尝试利用其他方法求解并获得相同的结果。
π=16arctan（1/5）-4arctan（1/239）
arctan（x）=x-x³/3+x5/5-x7/7+…求π=？
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
doublea,b;
doublearctan（doublex）;
a=16.0*arctan（1/5.0）;
b=4.o*aarctan（1/239.0）;
cout<<”PI=”<}
doublearctan（doublex）
{
inti;
doubler,ef,sqr;
sqr=x*x;
r=0;
e=x;
i=1;
while（e/i>1e-15）
{
f=e/I;
r=（i%4==1）?
r+f:
r-f;
e=e*sqr;
I+=2;
}
returnr;
}
#include
#include
main（）
{
ints=1;
floatn=1,t=1,pi=0;
while（fabs（t）1e-4）
{
pi=pi+t;
n=n+2;
s=-s;
t=s/n;
}
pi=pi*4;
printf（"%d",pi）;
}
1
3.主要仪器设备及软件：
PC+Windows2000+VC6.0
实验二C++简单程序设计实验
（验证性实验4学时）
4.目的要求：
会编写简单的C++程序；复习基本数据类型变量和常量的应用；复习运算符与表达式的应用；复习结构化程序设计基本控制结构的应用；复习自定义数据类型的应用；练习使用简单的输入输出；观察头文件的作用；学会使用VC6.0开发环境中的debug调试功能；熟练程序设计中的技巧；
5.实验内容：
3）给定一个字符变量输出其二进制形式。
例如chara=’a’;其二进制为00100001。
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
charch;
intj,k[8]={0};
cout<<"请输入一个字符：
"<cin>>ch;
for（j=0;j<=7;j++）
{
if（ch）
{
if（ch%2==0）
k[j]=0;
else
k[j]=1;
ch=（ch-（ch%2））/2;
}
}
for（j=7;j>=0;j--）
{
cout<}
cout<}
4）给定一个字符变量输出其二进制反转形式。
例如chara=’a’;其二进制为00100001，反转形式为10000100。
（提示：
使用位运算）
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
charch;
intj,k[8]={0};
cout<<"请输入一个字符：
"<cin>>ch;
for（j=0;j<=7;j++）
{
if（ch）
{
if（ch%2==0）
k[j]=0;
else
k[j]=1;
ch=（ch-（ch%2））/2;
}
}
cout<";
for（j=7;j>=0;j--）
{
cout<}
cout<for（j=0;j<=7;j++）
{
k[j]=k[j]^1;
}
cout<<"二进制反码是：
";
for（j=7;j>=0;j--）
{
cout<}
cout<}
5）袋子里有红，黄，蓝，绿，黑五种不同颜色的球若干个，从中取出三个不同颜色的球，编程输出每种取法及统计不同取法的总数（提示：
使用枚举）
#include
enumcolor{red=0,yellow,blue,green,black};
boolisNum（inti）
{
intj=0;
for（intk=0;k<6;k++）if（i>>k&1==1）j++;
returnj==3?
true:
false;
}
voidprintResult（inti）
{
for（intk=0;k<5;k++）
{
if（i>>k&1==1）
switch（k）
{
casered:
printf（"red"）;
break;
caseyellow:
printf（"yellow"）;
break;
caseblue:
printf（"blue"）;
break;
casegreen:
printf（"green"）;
break;
caseblack:
printf（"black"）;
break;
default:
printf（"error!
!
"）;
break;
}
}
printf（"\n"）;
}
voidmain（）
{
intj=0;
printf（"可能的方案有：
\n"）;
for（inti=0;i<=32;i++）
{
if（isNum（i））
{
printResult（i）;
j++;
}
}
6）（选做）给定一个整型变量输出其二进制形式。
6.主要仪器设备及软件：
PC+Windows2000+VC6.0
实验三函数的应用实验
（设计性实验2学时）
7.目的要求：
掌握函数的定义和调用方法；练习重载函数的使用；练习使用系统函数；学习使用VC++的debug调试功能，使用stepinto追踪到函数内部。
8.实验内容：
7）用递归的方法编写函数求Fibonacci级数，观察递归调用的过程。
#include
usingnamespacestd;
intFibonacci（inti）
{
if（i==1）
return0;
else
{
if（i==2）
return1;
else
returnFibonacci（i-1）+Fibonacci（i-2）;
}
}
intmain（）
{
intn,j,i;
cin>>n;
for（i=1;i<=n;i++）
{
j=Fibonacci（i）;
cout<}
}
8）编写重载函数Max1可分别求取两个整数，三个整数，两个双精度数，三个双精度数的最大值。
#include
usingnamespacestd;
intMAX1（inta,intb）
{
if（a>=b）
returna;
else
returnb;
}
intMAX1（inta,intb,intc）
{
if（a>=b）
{
if（a<=c）
returnc;
else
returna;
}
else
{
if（b<=c）
returnc;
else
returnb;
}
}
doubleMAX1（doublea,doubleb）
{
if（a>=b）
returna;
else
returnb;
}
doubleMAX1（doublea,doubleb,doublec）
{
if（a>=b）
{
if（a<=c）
returnc;
else
returna;
}
else
{
if（b<=c）
returnc;
else
returnb;
}
}
intmain（）
{
inta,b,c;
doublei,j,k;
cout<<"请输入两个整数"<cin>>a>>b;
cout<<"最大的数"<cout<<"请输入三个整数"<cin>>a>>b>>c;
cout<<"最大的数是"<cout<<"请输入两个小数"<cin>>i>>j;
cout<<"最大的数是"<cout<<"请输入三个小数"<cin>>i>>j>>k;
cout<<"最大的数是"<
}
9）写一个函数，能够接收身高、体重等数据，能够根据身高、体重检测身体状况，胖，瘦等。
#include
usingnamespacestd;
voidSHENGC（doublei,doublej）
{
if（icout<<"这个人偏胖"<else
{if（i=j*32）
cout<<"这个人适中"<else
cout<<"这个人偏瘦"<}
}
intmain（）
{
doublei,j;
cout<<"请输入身高（cm）和体重（kg）"<cin>>i>>j;
SHENGC（i,j）;
}
9.主要仪器设备及软件：
PC+Windows2000+VC6.0
实验四类与对象实验
（设计性实验4学时）
10.目的要求：
掌握类的定义和使用；掌握类对象的声明；复习具有不同访问属性的成员的访问方式；观察构造函数和析构函数的执行过程；学习类组合使用方法；使用VC++的debug调试功能观察程序流程，跟踪观察类的构造函数、析构函数、成员函数的执行顺序。
11.实验内容：
10）定义一个CPU类，包含等级（Rank）、频率（frequency）、电压（voltage）等属性，有两个公有成员函数run、stop。
其中，rank为枚举类型CPU__Rank,定义为enumCPU_Rank{P1=1,P2,P3,P4,P5,P6,P7},frequency为单位是MHz的整型数，voltage为浮点型的电压值。
观察构造函数和析构函数的调用顺序。
#include
usingnamespacestd;
enumCPU_Rank{P1=1,P2,P3,P4,P5,P6,P7};
classCPU
{
public:
CPU（）;
~CPU（）;
voidrun（enumCPU_Rankr,intf,doublev）;
voidstop（）;
private:
enumCPU_RankRank;
intfrequency;
doublevoltage;
};
CPU:
:
CPU（）
{
cout<<"调用构造函数"<}
CPU:
:
~CPU（）
{
cout<<"调研析构函数"<}
voidCPU:
:
run（enumCPU_Rankr,intf,doublev）
{
Rank=r;
frequency=f;
voltage=v;
}
voidCPU:
:
stop（）
{
cout<cout<cout<}
intmain（）
{
enumCPU_Rankt=P1;
CPUc;
c.run（t,2,4.865）;
c.stop（）;
}
11）定义一个简单的Computer类，有数据成员芯片（cpu）、内存（ram）、光驱（cdrom）等等，有两个公有成员函数run、stop。
cpu为CPU类的一个对象，ram为RAM类的一个对象，cdrom为CDROM类的一个对象，定义并实现这个类，观察这些类的构造函数和析构函数的调用顺序。
#include
usingnamespacestd;
classCPU
{
public:
CPU（）
{
cout<<"CPU构造函数被调用"<}
~CPU（）
{
cout<<"CPU析构函数被调用"<}
};
classRAM
{
public:
RAM（）
{
cout<<"RAM构造函数被调用”<}
~RAM（）
{
cout<<"RAM析构函数被调用"<}
};
classCDROM
{
public:
CDROM（）
{
cout<<"CDROM构造函数被调用"<}
~CDROM（）
{
cout<<"CDROM析构函数被调用"<}
};
classComputer
{
private:
CPUcpu;
RAMram;
CDROMcdrom;
public:
Computer（）
{
cout<<"Computer构造函数被调用"<}
~Computer（）
{
cout<<"Computer析构函数被调用"<}
voidrun（）;
voidstop（）;
};
intmain（）
{
ComputerC;
}
12）定义一个Body类，拥有身高、体重等数据，能够根据身高、体重检测身体状况，要求设计相应的函数成员和构造函数。
#include
usingnamespacestd;
classbody
{
public:
body（）
{
cout<<"构造函数被调用"<}
~body（）
{
cout<<"析构函数被调用"<}
voidset（doubleh,doublew）
{
HIGH=h;
WEIGHT=w;
}
voidshow（）
{
cout<<"HIGH="<cout<<"WEIGHT="<}
private:
doubleHIGH;
doubleWEIGHT;
};
intmain（）
{
doublei,j;
bodya;
cout<<"请输入身高（cm）和体重（kg）"<cin>>i>>j;
a.set（i,j）;
a.show（）;
}
13）（选做）设计一个用于人事管理的People（人员）类。
考虑到通用性，这里只抽象出所有类型人员都具有的属性：
number（编号）、sex（性别）、birthday（出生日期）、id（身份证号）等等。
其中“出生日期”定义一个“日期”类内嵌子对象。
用成员函数实现对人员信息录入和显示。
要求包括：
构造函数和析构函数、拷贝构造函数、内联成员函数、类组合。
12.主要仪器设备及软件：
PC+Windows2000+VC6.0
实验五C++程序的结构实验
（设计性实验2学时）
13.目的要求：
观察程序运行中变量的作用域、生存期和可见性；学习类的静态成员的使用；学习多文件结构在C++程序中的使用。
14.实验内容：
14）运行下面的程序，观察变量X、Y的值。
（删除）
//lab5_1.cpp
#include
voidfnl（）;
intx=1,y=2;
intmain（）
{
cout<<”Begin…”<cout<<”x=”<cout<<”y=”<cout<<”Evaluatexandyinmain（）…”<intx=10,y=20;
cout<<”x=”<cout<<”y=”<cout<<”Stepintofnl（）…”<fnl（）;
cout<<”Backinmain”<cout<<”x=”<cout<<”y=”<return0;
}
voidfnl（）
{
inty=200;
cout<<”x=”<cout<<”y=”<}
15）实现客户机（CLIENT）类。
定义字符型静态数据成员ServerName，保存其服务器名称；整型静态数据成员ClientNum，记录已定义的客户数量；定义静态函数ChangeServerName（）改变服务器名称。
在头文件client.h中定义类，在文件client.cpp中实现，在文件test.cpp中测试这个类，观察相应的成员变量取值的变化情况。
（需要给出main函数代码和运行结果）
//cilent.h
#include
usingnamespacestd;
classClient
{
private:
staticcharSeverName[10];
staticintClientnum;
public:
Client（）
{
cout<<"Client构造函数被调用"<Clientnum++;
}
~Client（）
{
cout<<"Client析构函数被调用"<Clientnum--;
}
staticvoidChangeServername（）
{
inti;
cout<<"请输入服务器的名字：
"<cin>>SeverName;
}
voidshow（）;
};
intClient:
:
Clientnum=0;
charClient:
:
SeverName[10]="abcd";
//Client.cpp
voidClient:
:
show（）
{
cout<<"该用户机的服务器端名字是:
"<cout<cout<<"用户数量有：
"<cout<}
//Client.exe
voidmain（）
{
Client:
:
ChangeServername（）;
Client
升级会员 