实验一.docx

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实验一

电子科技大学

实验报告

学生姓名：

xxxx学号：

xxx指导教师：

xxx

实验地点：

xx实验时间：

xx

一、实验室名称：

软件实验室

二、实验项目名称：

面向对象程序设计—数据封装

三、实验学时：

6

四、实验原理：

数据封装将一组数据和这组数据有关的操作集合封装在一起，形成一个能动的实体，称为对象。

用户不必知道对象行为的实现细节，只需根据对象提供的外部特性接口访问对象。

面向对象技术试图通过建立一个合适的数据类型，将描述对象的属性（数据）和行为（函数）结合在一起，形成一个新的抽象数据类型，称为类类型（class）。

类是C++的封装机制，其中包括了数据成员和成员函数。

在C++类中，能确保数据只能由类中的成员函数进行访问和处理。

在任何时候，都可以自由地改变数据成员的组织形式，只需改变成员函数的实现细节。

由于这些成员函数的接口不改变，系统其他部分的程序（及使用者）就不会由于改动而受到影响。

类的概念将数据和与这个数据有关的操作集合封装在一起，建立了一个定义良好的接口，人们只关心其使用，不关心其实现细节。

这反应了抽象数据类型的思想。

五、实验目的：

本实验通过编写一些简单的程序，使学生掌握数据封装的概念，并能熟练编写C++类，培养理论联系实际和自主学习的能力，提高程序设计水平。

六、实验内容：

一位小学教师Ken希望完成这样的任务：

针对于小学生正在学习四边形（quadrangle）的特性，编写一个小软件，能够随机在屏幕上显示矩形（rectangle）、正方形（square）、平行四边形（parallelogram）、梯形（trapezoid）和菱形（diamond）五种形体之一，同时显示该形体的特性和关键数据（随机产生），学生复习形体的特性，然后根据给出的关键数据计算形体的面积，软件判断其结果的正确性。

在学习过程中，软件记录产生的每一个形体，在学生选择不再继续后，将其学习的过程重放一遍，用以重温，加深印象。

根据Ken老师的要求，需要至少编写六个类：

1）Rect//注意：

类名不要使用Rectangle

2）Square

3）Parallelogram

4）Trapezoid

5）Diamond

6）List

其中，前五个类用于描述五种形体。

五种形体不用顶点坐标的表示形式，而只是简单地用它们的特征值表示。

例如：

矩形、平行四边形用长和高表示；正方形用边长表示；梯形用两条平行边长和高表示；菱形用两条对象线长表示。

要求为这五种形体编写相应的类，类中包括至少如下数据成员和成员函数：

1）特征值，例如长和宽等；

2）stringname;用于存储形体的类别。

类别的名字就是类的名字。

例如：

Rect类的类别名就是“Rectangle”；

3）doublearea（）;用于求形体的面积；

4）voiddraw（）;用于绘制形体。

不要求用图形的方式画图形，只需要简单地打印出形体的类别和特征值；

5）构造（包括拷贝构造）函数和析构函数。

构造函数要带有相应的参数以能够用指定特征值初始化形体对象。

此外，List类用于存储各种形体。

形体的产生可以通过随机的方式完成。

不过，List类的push_back（）成员的代码需要自行完成。

附件中给出了List类的大部分代码。

重温过程实际上就是遍历List类对象的过程。

这个过程可能有些复杂，附件中也给出了遍历的示例代码。

附件中给出了其它需要的示例代码，以及解题思路，请参阅。

注：

请将此实验编写的代码完整保存，此后的两项实验都要以本次实验的代码为基础。

实验四属于选作实验。

七、实验器材（设备、元器件）：

PC机一台，装有C/C++语言集成开发环境。

八、实验步骤：

#include

#include

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

classQuadrangle

{

public:

stringname;//形体的标识

};

typedefQuadrangle*QUADPTR;

classRect

{

public:

stringname;//形体的标识（矩形）

Rect（intw=5,inth=7,stringnm="Rectangle"）

{

name=nm;

height=h;

width=w;

}

~Rect（）{}

voiddraw（）const;

doublearea（）const;

stringwhat（）const;

int&Width（）;//获取矩形的宽。

如果是梯形，还需要一个成员int&Width2（）来获取另一条平行边的长度

int&Height（）;//获取矩形的高

private:

intwidth,height;//高和宽

};

voidRect:

:

draw（）const

{

cout<

width="<

}

stringRect:

:

what（）const

{

returnname;

}

doubleRect:

:

area（）const

{

returnwidth*height;

}

classSqu

{

public:

stringname;//形体的标识（正方形）

Squ（intlength1=5,stringnm="Square"）

{

name=nm;

length=length1;

}

~Squ（）{}

voiddraw（）const;

doublearea（）const;

stringwhat（）const;

int&getlength（）;//获取正方形的边长。

如果是梯形，还需要一个成员int&Width2（）来获取另一条平行边的长度

private:

intlength;//边长

};

voidSqu:

:

draw（）const

{

cout<

="<

}

stringSqu:

:

what（）const

{

returnname;

}

doubleSqu:

:

area（）const

{

returnlength*length;

}

classPara

{

public:

stringname;//形体的标识（平行四边形）

Para（intw=5,inth=7,stringnm="Parallelogram"）

{

name=nm;

width=w;

height=h;

}

~Para（）{}

voiddraw（）const;

doublearea（）const;

stringwhat（）const;

int&Width（）;//获取平行四边形的长。

如果是梯形，还需要一个成员int&Width2（）来获取另一条平行边的长度

int&Height（）;//获取平行四边形的高

private:

intwidth,height;//高和长

};

voidPara:

:

draw（）const

{

cout<

width="<

}

stringPara:

:

what（）const

{

returnname;

}

doublePara:

:

area（）const

{

returnwidth*height;

}

classDia

{

public:

stringname;//形体的标识（菱形）

Dia（intlength=5,intlength3=7,stringnm="Diamond"）

{

name=nm;

length1=length;

length2=length3;

}

~Dia（）{}

voiddraw（）const;

doublearea（）const;

stringwhat（）const;

double&Length1（）;//获取菱形的对角线的长。

如果是梯形，还需要一个成员int&Width2（）来获取另一条平行边的长度

double&Length2（）;

private:

doublelength1,length2;

};

voidDia:

:

draw（）const

{

cout<

length1="<

}

stringDia:

:

what（）const

{

returnname;

}

doubleDia:

:

area（）const

{

return（length1*length2）/2;

}

classTra

{

public:

stringname;//形体的标识（梯形）

Tra（intw1=5,intw2=4,inth=7,stringnm="Trapezoid"）

{

name=nm;

width1=w1;

width2=w2;

height=h;

}

~Tra（）

{}

voiddraw（）const;

doublearea（）const;

stringwhat（）const;

double&Width1（）;//梯形的长。

如果是梯形，还需要一个成员int&Width2（）来获取另一条平行边的长度

double&Width2（）;

double&Height（）;//获取梯形的高

private:

doublewidth1,width2,height;

};

voidTra:

:

draw（）const

{

cout<

width1="<

}

stringTra:

:

what（）const

{

returnname;

}

doubleTra:

:

area（）const

{

return（width1+width2）*height/2;

}

typedefvoid（*ACCESSFUN）（QUADPTR）;

classList

{

private:

struct_Node

{

QUADPTRdata;

_Node*next;

}*head,*tail;//链表的头尾指针

typedef_Node*_range;

size_tlen;//链表中节点的数目，即链表的长度

public:

List（）;//平凡构造函数

List（constList&l）;//复制构造函数

~List（）;

voidpush_back（constQUADPTRquad）;//尾部添加

size_tsize（）;//获取链表的长度

voidtraverse（ACCESSFUNf）;//遍历

};

List:

:

List（）:

head（NULL）,tail（NULL）{}

List:

:

List（constList&l）

{

head=tail=NULL;

_Node*p=l.head;

while（p!

=NULL）

{

this->push_back（p->data）;

p=p->next;

}

}

List:

:

~List（）

{

_Node*p=head,*q;

while（p!

=NULL）

{

q=p;

p=p->next;

deleteq;

}

}

voidList:

:

push_back（constQUADPTRquad）

{

_Node*p=new_Node;

p->data=const_cast（quad）;

p->next=NULL;

if（tail==NULL）

head=tail=p;

else

{

tail->next=p;

tail=p;

}

}

size_tList:

:

size（）

{

_Node*p=head;

size_tlen=0;

while（p!

=NULL）

{

p=p->next;

++len;

}

returnlen;

}

voidList:

:

traverse（ACCESSFUNf）

{

_rangep=head;//请自行添加初始化部分

while（p!

=NULL）

{

f（p->data）;

p=p->next;//请自行添加指针移动部分

}

}

voidaccess（QUADPTRquad）

{

if（quad->name=="Rectangle"）

{

Rect*p=reinterpret_cast（quad）;

p->draw（）;

cout<<"area="<area（）<

}

elseif（quad->name=="Square"）

{

Squ*p=reinterpret_cast（quad）;

p->draw（）;

cout<<"area="<area（）<

}

elseif（quad->name=="Parallelogram"）

{

Para*p=reinterpret_cast（quad）;

p->draw（）;

cout<<"area="<area（）<

}

elseif（quad->name=="Diamond"）

{

Dia*p=reinterpret_cast（quad）;

p->draw（）;

cout<<"area="<area（）<

}

elseif（quad->name=="Trapezoid"）

{

Tra*p=reinterpret_cast（quad）;

p->draw（）;

cout<<"area="<area（）<

}

}

intmain（）

{

Listlist;

srand（unsigned（time（NULL）））;

cout<<"小学生学习进程"<

done:

inti=（rand（）%5）;

if（i==0）

{

Rect*re=newRect（）;

re->draw（）;

list.push_back（reinterpret_cast（re））;

cout<<"输入其面积计算结果：

";

for（;;）

{

doubleanswer=0.0;

cin>>answer;

if（answer!

=re->area（））

cout<<"结果错误，请重新计算：

";

else

{

cout<<"结果正确"<

break;

}

}

}

elseif（i==1）

{

Dia*di=newDia（）;

di->draw（）;

list.push_back（reinterpret_cast（di））;

cout<<"输入其面积计算结果：

";

for（;;）

{

doubleanswer=0.0;

cin>>answer;

if（answer!

=di->area（））

cout<<"结果错误，请重新计算：

";

else

{

cout<<"结果正确"<

break;

}

}

}

elseif（i==2）

{

Para*pa=newPara（）;

pa->draw（）;

list.push_back（reinterpret_cast（pa））;

cout<<"输入其面积计算结果：

";

for（;;）

{

doubleanswer=0.0;

cin>>answer;

if（answer!

=pa->area（））

cout<<"结果错误，请重新计算：

";

else

{

cout<<"结果正确"<

break;

}

}

}

elseif（i==3）

{

Tra*tr=newTra（）;

tr->draw（）;

list.push_back（reinterpret_cast（tr））;

cout<<"输入其面积计算结果：

";

for（;;）

{

doubleanswer=0.0;

cin>>answer;

if（answer!

=tr->area（））

cout<<"结果错误，请重新计算：

";

else

{

cout<<"结果正确"<

break;

}

}

}

elseif（i==4）

{

Squ*sq=newSqu（）;

sq->draw（）;

list.push_back（reinterpret_cast（sq））;

cout<<"输入其面积计算结果：

";

for（;;）

{

doubleanswer=0.0;

cin>>answer;

if（answer!

=sq->area（））

cout<<"结果错误，请重新计算：

";

else

{

cout<<"结果正确"<

break;

}

}

}

intanswer1;

cout<<"小朋友是要继续学习呢还是开始复习呢？

（如果继续学习的话请输入1，如果是想要复习的话请输入2）:

";

cin>>answer1;

if（answer1==1）

gotodone;

elseif（answer1==2）

{

cout<<"小学生复习进程"<

list.traverse（access）;

}

system（"pause"）;

return0;

}

九、实验数据及结果分析：

十、实验结论：

实验运行成功，通过随机产生五种形体，让小学生根据其给定数据计算形体面积，并验证其正确性。

十一、总结及心得体会：

通过此次实验，编写一些简单的程序，使我更好的掌握数据封装的概念，并且熟练编写C++类，培养理论联系实际和自主学习的能力。