面向对象程序设计(C--)实验指导-精简版-befine

面向对象程序设计(C++)实验指导

一、实验环境

本实验基于当前主流的面向对象开发平台，编码规范遵循主流的参考规范。

二、编程语言和开发工具

C++语言，开发工具不限，建议使用Visual C++ 6.0版本

三、编码规范（编码规范的要求）

要求遵循良好的的程序设计习惯来设计实验和编写代码。

（注：如果你将程序的很多功能全部放在一个长长的main()主函数中实现，这样的程序设计和编码风格会被扣分，请将不同的功能模块分别用函数来实现。）

1．在实验过程中应注意培养规范的编码风格：

2．标识符的命名应要求达到顾名思义的程度，一看就知道用来做什么；

3．提供足够的注释，注释文字清晰明了；

4．程序排版的要求：

a)不同功能模块用空行分隔，使功能块一目了然；

b)基本上一条语句一行；

同一层次的语句统一缩进对齐。

四、实验

见后文……

五、注意事项

所有实验要求独立完成，同学之间可以讨论，但严禁抄袭，若发现雷同，抄袭者和被抄袭者此次实验成绩均记零分。

实验一 C++基础 (2课时)

实验目的和要求：

1． 掌握C++程序的基本格式与规范，学会编写简单的C++程序。

2． 理解C++程序结构的特点。

3． 熟悉C++程序的基本输入输出操作。

4． 掌握内联函数的使用方法。

5． 掌握函数重载的定义和使用方法。

6． 掌握C++内存的动态分配与释放方法。

7． 理解引用的概念，掌握引用的使用方法。

预习内容：

cin/cout 的使用；new 和delete 的使用；函数重载；const 常量。

实验内容：

1、用内联函数编写Fibonacci 级数，使用if 语句判断函数的出口，在程序中用cout 语句输出提示信息，Fibonacci 级数的公式为：

???>-+-==2

)2()1(2,11)(n n fib n fib n n fib 内联函数inline int fib(int n)。

2、程序Ex_Swap 实现数据交换。分别用指针和引用作为函数mySwap 的形参，并通过重载int 、double 型变量值的交换。

3、设计一个函数，形参是引用类型，要求输入三个整数(cin 输入，cout 提示输入)，按从小到大排序后输出，编程完整的程序并测试。

4、程序Ex-Number 实现下述功能：由17人围成一个圈，编号1~17，从第1号开始报数，报到3的倍数的人离开，一直数下去，直到最后只剩下1个人，求此人的编号（要求用new 和delete 来分配、释放所需内存空间）。

5、设计一个简单的计算器，能够进行加法、减法、乘法和除法功能(整数和浮点数)。格式是先输入一个数，然后输入运算符号，输入另一个数字，最后输出结果。（选做）

实验二类与对象(一)(2课时)

实验目的和要求：

1．掌握类、类的数据成员、类的成员函数的定义方式。

2．理解类成员的访问控制方式。

3．掌握对象的定义和操作对象的方法。

4．理解构造函数和析构函数的定义与执行过程。

5．掌握重载构造函数的方法。

6．了解拷贝构造函数的方法。

预习内容

类(数据成员和成员函数)的定义与访问权限设置；类的构造函数与析构函数的定义与使用。

实验内容：

1、定义一个score类，其中包括私有数据成员和公有成员函数，即

num 学号

Math 高等数学成绩

English 英语成绩

Programming 程序设计成绩

Inscore() 输入学号和各科成绩，并计算平均成绩

showscore（）输出学号和各科成绩

使用score类，输入某班n个学生的学号和各科成绩，然后求各个学生的平均成绩，

并列表输出学生的学号、各科成绩和平均成绩。

2、定义日期类型Date。

要求：

（1）包含年月日数据成员；提供默认构造函数、带年月日参数的构造函数、和拷贝构造函数；定义set成员函数可以设置日期；日期加一天操作；定义intput成员函数，输入日期信息，输入格式为“YYYY-MM-DD”；定义print成员函数输出对象的日期。

（2）编写一个可运行的完整程序，构造3个日期类型的对象，并输出相应的日期信息。

(3) 实现日期类型的对象的加减法运算。

3、定义一个类Stock，记录一支股票交易的基本信息，信息包括交易日序号（表示本月的

第几个交易日，用整数表示）、当日最高价、当日最低价、当日开盘价和当日收盘价。

尽量发挥想像力，为该类设计成员函数。

4、在主函数中建立两个股票对象，分别存储该股票昨天和今天两天的信息，以当日收盘价

计算该股票今天的涨幅。

实验三类与对象(二) (2课时)

实验目的和要求：

1.掌握静态成员的定义与使用。

2．理解对象指针的概念，学会使用指针引用对象。

3．了解this指针的工作方式。

4．掌握静态数据成员和静态成员函数的基本使用方法。

5．理解友元与友元函数的作用，掌握其使用方法。

6. 掌握类的接口与实现的分离技术的使用。

预习内容：

指针引用对象；静态成员的定义与使用；友元的使用方法；

实验内容：

1．使用实验二中的股票类Stock，定义一个对象数组存放连续5个交易日的股票信息。编写一个主函数，计算两个Stock对象（前后两日）的当日收盘价计算当日涨幅。用指针引用对象数组中的两个对象。在主函数中调用该函数计算从第2个交易日开始每天的当日涨幅。

2．在Stock类中定义一个静态数据成员，记录当前Stock对象的数量。

3．设计一个成员函数Assign_stock为对象赋值，其中的形式参数是对另一个Stock 对象的引用，使用this指针避免对自己的赋值，在主函数中显示用Assign_stock赋值的对象。

4．定义一个友元函数计算Stock对象的的当日开盘价是否高于当日收盘价。若是，返回真，否则，返回假。

实验四派生类与继承(一) (2课时)

实验目的和要求：

1.理解类的继承的概念，能够定义和使用类的继承关系。

2.掌握派生类的声明与定义方法。

3.理解不同的继承类型

预习内容：

派生类的声明与定义；不同的继承类型的差异。

实验内容：

1. 下面是一个含有派生类的程序：

#include

class A {

protected:

// private:

int m,n;

public:

void set(int a, int b) { m=a; n=b; }

void show() { cout << m << " " << n <

};

class B : public A {

int s;

public:

void sets() { s=m*n ; }

void shows() { cout << s << endl; }

};

void main()

{ B obj;

obj.set(2,3);

obj.show();

obj.sets();

obj.shows();

}

在这个程序中，B类的函数sets()能否访问类A中的变量m和n？为什么？如果在类A中把m和n定义为私有成员，上面的程序能否通过编译？为什么？

2．定义一个基类MyArray，基类中可以存放一组整数。(实验程序注意保留，下次实验要用) class MyArray

{

public:

MyArray(int leng);

~ MyArray();

void Input();

void Display();

Protected:

int *alist; //指向动态申请的一组空间

int length; //整数的个数

};

要求：

(1)基类中有构造函数、析构函数、输入数据和输出数据的函数。

(2)定义一个SortArray继承自MyArray，在该类中定义函数实现排序功能。

(3)定义一个类ReArray继承自MyArray，在该类中定义函数实现逆转功能。

(4)定义一个类AverArray继承自MyArray，在该类中定义函数Aver()求解整数的平

均值。

3. 建立一个建筑物类的层次体系。其中，基类building包括保护数据成员name（建

筑物名称）、floors（层数）和areas（总面积），由building类派生住宅类house 和办公楼类office；住宅类house包括私有数据成员rooms（房间数）和balcony（阳台数）；办公楼类office包括私有数据成员offices（办公室数）和meetingrooms （会议室数）。住宅类house和办公楼类office都含有构造函数和print函数，以分别用于对数据成员的初始化和输出。在主函数中，实例化house类和office类对象并且将其数据输出。

实验五派生类与继承(二) (2课时)

实验目的和要求：

1.熟悉公有派生和私有派生的访问特性。

2. 掌握单继承与多继承

3.学习虚基类在解决二义性问题中的作用。

预习内容：

公有派生和私有派生的访问特性

实验内容：

1、定义NewArray类，同时继承了上次实验SortArray、ReArray和AverArray，使得

NewArray类的对象同时具有排序、逆转和求平均值的功能。在继承的过程中声明为虚基类，体会虚基类在解决二义性的作用。

2、定义一个动物(Animal)基类，具有Age、Weight等数据成员，由Animal类公有派生

出鱼(Fish)类、陆地动物(TerrestrialAnimal)类。Fish类有鳍(Fim)属性，TerrestrialAnimal类有腿(Leg)属性。从Fish和TerrestrialAnimal公有派生出爬行动物(Reptile)类，在继承过程中，注意把Animal设置为虚基类。如果不把Animal设置为虚基类，会有什么问题?编程试试看。

当一个类有多个类派生而来,每个类的父类最总都归为一个类时,这个时候创建这个最后的子类是就会产生内存中的多份拷贝,为类避免这种现象发生,就要求使用虚继承。虚继承的格式：class 子类：virtual 继承方式父类

实验六多态性(2课时)

实验目的和要求：

1、理解静态多态性和动态多态性。

2、掌握虚函数的定义与使用方法。

预习内容：

静态多态性和动态多态性；虚函数的定义与使用方法。

实验内容：

1、(1)定义一个类Animal，该类中可以存放动物的名字，并有一个Identify函数用于

显示动物的种类。

(2)定义两个类Cat和Dog，都继承自Animal，并重载Identify函数，不但要显示

动物的种类，还要显示动物的名字。

(3)定义Tiger类，继承自Cat，重载Identify函数，显示动物的种类和名字。

2、定义一个动物园类Zoo，管理动物，根据下面的提示编写动物类及相关函数。

class zoo

{

public:

zoo(unsigned int max); //构造函数，max为最多圈养的动物数

~zoo(){delete residents;} //析构函数

unsigned int Accept(Animal *d); //接收动物

void ListAnimals(); //显示动物园所有的动物

private:

unsigned int maxanimals; //动物园最多能圈养的动物数

unsigned int numanimals; //动物园当前圈养的动物数

Animal **residents; //指向动物园圈养的动物对象的指针数组

}

3、编写程序Ex_Shape：定义一个类CShape，包含两个虚函数Area（用来计算面积）

和SetData（用来设计形状大小）。然后派生出矩形CRect类、圆CCircle类，分别求其面积。最后定义一个CArea类，计算这几个形状的面积之和，各形状的数据通过CArea类的构造函数或成员函数来设置。

实验七函数模板与类模板(2课时)

实验目的和要求：

1.掌握函数模板及其声明方法。

2.掌握模板函数及其生成方法。

3.学习类模板的声明与使用方法。

预习内容：

模板函数及其生成方法

实验内容：

1.定义函数模板实现数组的冒泡排序，并在主函数中调用模板函数测试该算法。

2. (选做)定义类模板实现栈的基本操作，栈的数据结构用带表头结点的单向链表实现。

3. (选做)利用栈的类模板实现将输入的整数转换成八进制并输出。

实验八异常处理(2课时)

实验目的和要求：

1.正确理解C++的异常处理机制。

2.学习异常处理的定义和执行过程。

预习内容：

异常处理的定义和执行过程

实验内容：

1. 编写一个程序对一个任意维数组进行键盘赋值，并能够处理数组下标的溢出异常，观察程序执行流程。

2.编写一个只能容纳10个整数的队列，当入队元素超出队列容量时，就抛出一个队列已满的异常；如果队列已空还要从中取出元素，就抛出一个队列已空的异常。

实验九(综合实验)：虚拟新生信息管理系统(8学时)

实验目的和要求：

1) 巩固和加深学生对C++课程的基本知识的理解和掌握；

2) 掌握C++编程和程序调试的基本技能；

3) 利用C++进行简单软件设计的基本思路和方法；

4) 训练学生综合运用面向对象程序设计的能力；

5) 提高运用C++解决实际问题的能力；

6) 掌握书写程序设计说明文档的能力。

预习内容：

动态内存分配，类与对象的定义，类的静态成员，类的继承方式，派生类对象与基类对象的关系等面向对象程序设计知识。

实验内容：

设计简易新生信息管理系统

(1) 已知技术参数或设计前提

1、大学有若干个学院，每个学院有很多新生。有作为自然人的基本信息(如性别、

年龄等等)，有作为学生的基本信息(学号，成绩等)。

2、每个学生都有记录的高考成绩(大学生)；或者考研成绩。

3、每个同学都有自己的名字（包括同名）、学号，每个人都是固定的，且学号唯

一，学号格式按照我校现有格式记录。

4、学校每学期都有期中期末考试，记录学生成绩是一个较大的工程。

5、在校学生可凭借本人学号和密码查询本人考试成绩及排名。

6、专业人员可凭密码查询学生所有信息，包括作为基类对象的信息。

(2) 设计内容及要求

为简化设计，该系统只针对一年级新生，建立新生信息系统。尽可能的用面向对象程序设计的思想和方法，开发想象力，自己设计合理的数据和操作。按照继承体系来设计学生信息。基类为person，person派生Student，Student派生Graduates和UnderGraduates. 可以不按照此体系，但是必须采用某种合理的继承结构。

(3) 采用win32 控制台应用程序的形式开发

程序启动后提示画面如下(仅作参考，请自己发挥……)：

1、录入成绩？ Enter 1；

2、修改成绩?...... ；

3、删除成绩?...... ；

4、查询成绩？……；

请选择……；

操作完成后，退回到提示画面等待输入。

实验技术性要求

1) 实现学生数据录入、修改、删除以及按平均分、单科、总分排名次(2门

课程) ；

2) 数据录入、修改、删除的工作只能由专门人员负责；

3) 在学校专门人员录入、修改成绩等完成以后，学生便可查找自己的信息；

4) 查找成绩时需要输人本人学号及口令（预设）；

5) 学生本人可以修改口令；

6) 适当加入异常的处理；

7) 基类和派生类功能相似的函数注意设为虚函数。

实验报告要求

1) 课程设计名称、班级号、学号和学生姓名；

2) 课程设计目的和要求；

3) 课程设计任务内容；

4) 详细设计说明；

5) 软件使用说明；

6) 课程设计心得与体会；

7) 附录1：部分程序清单（带有较详细的注释）。