空间数据结构基础实验指导书学年度Word文档格式.docx

1、类的数据成员提供对象属性，成员函数提供操作方法，方法是公共接口，用户通过调用方法实现对属性的访问。一、C+面向对象程序设计范例1. 二维坐标点point的C+描述【实验目的】用面向对象的方法定义一个简单的抽象数据结构，本例实验内容为坐标点的数据结构。学会如何用C+语言描述数据结构和算法，理解将数据集和在此数据集上的操作分开描述的方法。【数据结构】将坐标点数据结构定义为一个C+类Point，在其内部分别定义数据成员和成员函数。 （1） 数据成员：一个平面直角坐标系中的点有两个属性，它们是x轴上的水平坐标值和y轴上的垂直坐标值。在Point类中，这两个属性分别由数据成员x和y来表示，定义为doub

2、le类型的私有数据成员。（2） 操作方法：定义成员函数，为类的使用者提供服务接口。先设计允许对点对象进行的操作，再用C+描述实现操作的算法，并定义为类Point的成员函数。在本例中提供了两个操作：move（）函数将一个Point对象移至另一位置，Show（）函数输出Point对象的数据成员值。两个构造函数，分别用于建立缺省参数的对象和带参数的对象。【算法提示】缺省构造函数Point（）将新建立的坐标点对象初始化为原点位置（,）。带参数的构造函数Point（double px,double py）允许用户建立对象时指定初始坐标位置。点对象的移动操作move（）函数需要在调用时给出新位置参数。输出

3、坐标值为无参函数。以下是平面直角坐标系中的点的类定义，main（）函数对类Point的属性和操作进行测试。【程序1.1】#include class Point /平面直角坐标系中的点private: double x; /水平坐标值 double y; /垂直坐标值public: Point（）x = 0; y = 0; /缺省构造函数 Point（double px,double py）x = px;y = py;/带参数的构造函数 void move（double mx,double my）x = mx;y = my;/移动位置（修改坐标值） void Show（）coutx=x y=y

4、endl;/输出坐标值;void main（） Point a,b（12.5,34.8）; /建立两个Point对象 cout点a的位置：; a.Show（）; /输出点a的坐标值点b的位置： b.Show（）; /输出点b的坐标值 a.move（45.6,57.8）;点a移动后的位置：2. 使用模板建立坐标点point的数据结构，直接表示抽象数据类型【实验目的】将程序1.1数据结构的类型参数化（模板），实现更高层次的数据抽象。【算法提示】 Point的数据成员不使用固定的类型定义，而是用typename说明的虚拟类型名ptType作为变量的类型，在定义Point类的对象时，再用C+的基本类型

5、将对象的数据成员的类型实例化。这样做的好处是可以使用同一个类来定义不同数据类型的对象，提高代码的利用率。【程序1.2】template class Point /平面直角坐标系中的点 ptType x; /虚拟类型的水平坐标值 ptType y; /虚拟类型的垂直坐标值 Point（ptType px, ptType py）x = px; void move（ptType mx,ptType my）x = mx; /移动位置（修改坐标值） Point a（24,36）; /建立整型的Point对象float b（12.5,34.8）; /建立浮点型的Point对象 a.move（25,18）;

6、 b.move（45.6,57.8）;点b移动后的位置：注：定义模板的关键字typename可以用class代替。如：class ptType class Point与例中的template class Point具有相同功能。3. 利用Point类定义矩形类Rectangle【实验目的】了解复合数据结构的描述方法。矩形是一个包含坐标点的复合数据结构，在C+程序中将坐标点和矩形分别定义为具有继承关系的两个类，即定义矩形类Rectangle为Point的派生类。使用派生类的形式定义一个数据结构，其主要目的是提高基类的代码利用率，并使派生类的结构得到简化。基类和派生类的定义体现了C+继承机制的运用

7、，最大程度地提高了数据结构的利用率。【数据结构】派生的矩形类Rectangle有四个数据成员，其中左下角坐标点x和y由基类Point定义，派生类Rectangle能够继承下来作为自己的数据成员。为了在派生类的成员函数中自由访问基类定义的数据成员，需要将这些数据成员定义为被保护的（protected）访问权限。矩形的宽度width和高度height在派生类中定义。在矩形类中这四个数据成员的访问权限是相同的。【算法提示】（1） 基类Point定义的成员函数都可以由派生类Rectangle继承，在矩形对象中可以直接使用。（2） 若用一个点对象为新的矩形对象初始化，注意构造函数的写法。对基类成员的赋值

8、由基类的拷贝构造函数完成，例如利用点对象p3定义的矩形对象rt4，实际上使用了Point类的缺省拷贝构造函数。如果基类成员初始化比较复杂，如含有内存分配等要求，就需要重新定义基类的拷贝构造函数。【程序1.3】class Point /二维坐标点类protected: double x,y; double Getx（）return x; /返回坐标点的x值 double Gety（）return y; /返回坐标点的y值 void Move（double mx,double my）x = mx; /移动坐标点的位置/输出坐标点的属性值class Rectangle:public Point/矩形

9、类（Point的派生类，Point对象为矩形左下角的坐标点） double width,height; /矩形的宽度和高度 Rectangle（）width=0; height=0; x=0;y=0;/缺省构造函数 Rectangle（double a,double b,double c,double d）:Point（a,b）/带参数的构造函数 width = c; height= d; Rectangle（Point &pn）:Point（pn）/带参数的构造函数，由点pn定义矩形左下角的位置 width = 1; height = 1; double Area（）return width

10、*height; /求矩形的面积 void Set（double a,double b）x=a;y=b; /重置矩形的左下角坐标 int Position（Point &pt）; /求点pt相对于矩形的位置，返回-1（在矩形内）,/ 0（在矩形边上）和1（在矩形外） void Judge（Point & /判断点pt相对于矩形的位置，给出提示 void Show（）; /输出矩形的各属性值和面积int Rectangle:Position（Point &pt）/求点pt相对于矩形的位置 if（pt.Getx（）x+width|pt.Gety（）y+height） return 1; /在矩形外

11、 else if（pt.Getx（）x & pt.Getx（）y&pt.Gety（）y+height） return -1; /在矩形内 else return 0; /在矩形边上void Rectangle:Judge（Point &pt） pt.Show（）; Show（）; switch（Position（pt） case 0:cout点在矩形边上endlbreak; case -1:点在矩形内 case 1:点在矩形外Show（） /输出矩形的各属性值和面积rx=try=width=widthheight=heightarea=Area（），输出运算符），这是实现数据封装的常用技术。【

12、程序1.4】friend class Rectangle; /矩形类是点类的友元friend ostream &operator（Rectangle a）; /重载关系运算符“”position（Point &pt） /求点pt相对于矩形的位置 if（pt.xpos.x+width|pt.ypos.y+height） return 1; else if（pt.xpos.x&pt.xpos.y&pt.ypos.y+height） return -1; /在矩形边上judge（Point &pt）/判断点pt相对于矩形的位置，给出提示 Point: /输出点pt的各属性值 switch（posit

13、ion（pt）Show（） /输出矩形的位置、大小和面积pos.x,pos.y（Rectangle a） /重载关系运算符“”，比较矩形的面积 if（Area（）a.Area（） return 1;ostream &out,Rectangle &rg）/重载运算符输出矩形的各属性值 outrg.pos.xrg.pos.yrg.widthrg.heightrt3）cout矩形rt2比rt3大！ else cout矩形rt3比rt2大！二、C+面向对象程序设计练习1. 定义三维空间的坐标点TPoint2. 描述三维空间的球TBall，实现其主要操作（如计算体积和表面积，输出空间坐标等）。第2章 线

14、性表了解线性数据结构，掌握顺序存储和链式存储的两种线性表的建立和使用方法。一、经典算法和例题1. 顺序表的模板类【实验目的】本例给出了较完整的顺序表的抽象数据类型定义，通过C+类模板的应用体现了数据抽象原理。【问题描述】定义一个顺序存储的线性表数据结构，在应用程序（main函数）中建立一个整型的线性表对象，在该表中进行插入、删除、查找和输出等操作。【数据结构】定义一个顺序存储的线性表类SeqList，数据成员包括表的存储数组，表的最大允许长度，表中最后元素下标等。定义常用的基本操作。（1） 在表示顺序表的SeqList类定义中，表元素的存储空间是数组data，采用动态内存分配方式。表的初始化工作由构造函数实现。（2） 顺序表的基本操作以公用接口形式（类的成员函数）提供。一般顺序表最常用的操作是输出、插入、删除、查找和求表长度等，其中数据量较大的输出操作采用运算符重载的方式来实现，以便用户能以习惯的cout形式输出表的全部元素。程序2.1给出顺序表的C+类声明和部分操作的实现。