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：

=-

C F

(32)5/9

其中，F表示华氏温度，C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；

【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：

“Please input employee’s work time and wage_per_hour:”

输出时，提示：

“The employee’s wage :”；

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：

January 1, 2005 is Saturday

…

December 1, 2005 is Thursday

?用函数int ComputeDay(int year, int day)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：Load Amount：10000

Number of Years：1

Annual Interest Rate：7%

Monthly Payment：865.26

Total Payment：10381.21

Payment# Interest Principal Balance

1 58.33 806.93 9193.07

2 53.62 811.64 8381.43

…

11 10.0 855.26 860.27

12 5.01 860.25 0.01

【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(int year, int day) 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( int a[][COLUMN_SIZE], int b[][COLUMN_SIZE], int

c[][COLUMN_SIZE], int rowSize)实现矩阵相加运算；

?用函数multiplyMatrix( int a[][COLUMN_SIZE], int b[][COLUMN_SIZE], int c[][COLUMN_SIZE], int rowSize)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，

y f x

一个人的情绪指数是()

f age，age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(const CPoint &, const CPoint &)，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(const CPoint &)和SetRPoint(const CPoint &)；

?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：

int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}；int b[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：

1001 Zhou Zhi 3000 200

1002 Chen Hua 4000 400

1003 Wang Fan 5000 500

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