字符串类的实现

课程设计说明书

题 目：字符串类的实现 学生姓名：蔡楠 学 院：理学院 班 级：信计14-1 指导教师：白莲花

二〇一六年一月八日

学校代码： 10128 学 号：201420905013

内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书

课程名称：面向对象的程序设计学院：理学院班级：信计14-1 学生姓名：蔡楠学号： 201420905013 指导教师：白莲花

一、题目字符串类的实现

二、目的与意义

面向对象程序设计课程设计可以培养学生综合运用所学面向对象程序设计知识和技能分析与解

决实际问题的能力，以及严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等）

●采用面向对象程序设计语言C++进行程序开发

●选用一种C++语言的开发环境设计界面及程序

●在开发环境下，进行程序的运行及调试

四、工作内容、进度安排

主要内容

使用C++程序设计语言及其开发环境实现简单的字符串类的实现完成程序的编写和调试。

工作进度安排

第一天：熟悉课程设计题目及具体要求，确定选择的语言开发环境，查阅资料、学习、讨论。

第二天：根据课题给出的基本需求，进行认真分析和讨论，按照软件工程的思想，完成软件

的面向对象分析工作。

第三天到第四天：在面向对象分析的基础上，对软件进行面向对象的设计工作，完成相关设

计工作。

第五天到第六天：进行面向对象实现工作，确定需要的用户界面以及结构，完成软件的整体

框架，在开发环境下，编程实现所开发的系统。

第七到第八天：调试、测试工作，相关的后期工作。

第九和第十天：撰写课程设计报告3002

五、主要参考文献

[1]郑莉，董渊，何江舟.C++语言程序设计(第4版) [M].北京：清华大学出版.2010.7

[4]钱能.C++程序设计教程(第2版)[M].北京：清华大学出版社.2005

[5]郑莉.C++语言程序设计案例教程(第1版)[M].北京：清华大学出版社.2005

审核意见

系（教研室）主任（签字）

指导教师下达时间 2015 年 12月 28日

指导教师签字：_______________

一个定义字符串（string）类，包含存放字符串的字符数组和字符串中字符的个数的程序，用来实现设计菜单实现功能选择、字符串的输入和赋值、字符串的运算、字符串的输出。设计菜单实现功能选择和字符串的输入和输出都比较简单。

至于字符串的赋值，有三种方法：LET语句、INPUT语句、READ／DATA

语句给字符串变量赋值；字符串的运算有很多种，比如说：连接、复制、查找、交换、求子串和比较等。

定义字符串类，包含字符串的字符数组和字符串中字符的个数。使程序可以进行字符串的输入与赋值：字符串的运算；连接、复制、比较；字符的输出设计的程序的界面界面友好，可以使用户方便使用。实现要求定义一个字符串类String后声明所需要成员函数和友元函数、定义各成员函数，并定义主函数，实现对整个程序的控制。一些编程语言设计为编写字符串处理更容易编写，使程序变得更简单、清晰，方便用户的操作，尽量减少用户的操作。

关键词：类；对象；C++；算法；函数

.

第一章绪论 (1)

1.1研究背景 (1)

1.2简介 (1)

1.2.1类的定义 (1)

1.2.2 C++的对象 (1)

1.2.3 C++字符串基本操作 (1)

1.3需求分析 (1)

第二章系统概念设计 (2)

2.1目的和意义 (2)

2.2功能要求 (2)

2.3程序的界面 (2)

2.4实现要求 (2)

第三章系统详细设计 (3)

3.1基本结构流程 (3)

3.1.1总体功能构图 (3)

3.1.2类的设计说明 (4)

3.1.3主要算法流程图 (5)

3.2程序清单 (6)

第四章系统测试与分析 (10)

4.1运行结果与分析 (11)

总结与体会 (12)

参考文献 (13)

第一章绪论

1.1研究背景

字符串[1]操作是一个不小的主题,在标准C++中,string字符串类成为一个

标准,之所以抛弃char*的字符串而选用C++标准程序库中的string类，是因为他和前者比较起来，不必担心内存是否足够、字符串长度等等，而且作为一个类出现。一些编程语言设计为编写字符串处理更容易编写，使程序变得更简单、清晰，方便用户的操作，尽量减少用户的操作。

1.2简介

1.2.1类的定义

类[2]是面向对象程序设计的核心，它实际是一种新的数据类型，也是实现抽象类型的工具，因为类是通过抽象数据类型的方法来实现的一种数据类型。类是对某一类对象的抽象；而对象是某一种类的实例，因此，类和对象是密切相关的。没有脱离对象的类，也没有不依赖于类的对象。类是一种复杂的数据类型，它是将不同类型的数据和与这些数据相关的操作封装在一起的集合体。类的结构(也即类的组成)是用来确定一类对象的行为的，而这些行为是通过类的内部数据结构和相关的操作来确定的。

1.2.2 C++的对象

定义一个类[6]就相当于创建了一个新的class类型。要使用类，还必须用已经定义的类去说明它的实例变量（即对象）。在C++中，class类型一旦被定义，它的实例变量（对象）就能被创建，并初始化，且能定义指针变量指向它。实例化的类就是对象。

1.2.3 C++字符串基本操作

一个定义字符串[7]（string）类，包含存放字符串的字符数组和字符串中字符的个数的程序，用来实现设计菜单实现功能选择、字符串的输入和赋值、字符串的运算、字符串的输出。设计菜单实现功能选择和字符串的输入和输出都比较简单，这里不详细讲述；至于字符串的赋值，有三种方法：LET语句、INPUT语句、READ／DATA语句给字符串变量赋值；字符串的运算有很多种，比如说：连接、复制、查找、交换、求子串和比较等。

1.3需求分析

(1)计算机处理的对象分为数值数据和非数值数据，字符串是最基本的非数值数据。其应用非常广泛，它是许多软件系统（如字符编辑、情报检索、词法分析、符号处理、自然语言翻译等系统）的操作对象。其重要性不言而喻。

(2)字符串是字符的有限集合，可记作a=’a1…an’。其中a是字符串的名，单括号里的字符序列是字符串的值，单引号不是字符串的成分，其作用是为了避免变量名与常量混淆。ai(00,如果等于0，则称a为空串，记作：a=’’。

第二章系统概念设计

2.1目的和意义

掌握面向的程序设计方法，训练运用C++语言的基本要素，进行基本的结构化程序设计和面向对象的程序设计。加深对C++语言的理解，培养学生的设计、编写、调试程序的能力，同时，培养学生面向对象的思想。

2.2功能要求

定义字符串类，包含字符串的字符数组和字符串中字符的个数。

（1）字符串的输入与赋值：

（2）字符串的运算：连接、复制、比较

（3）字符的输出

2.3程序的界面

界面友好，用户方便使用

2.4实现要求

1、定义一个字符串类String。

2、声明所需要成员函数和友元函数。

3、定义各成员函数。

4、定义主函数，实现对整个程序的控制。

5、编译、运行并调试

第三章系统详细设计

3.1基本结构流程

3.1.1总体功能构图

输入几组字符串，字符串的输入和输出都用文件实现，对于输入的字符串，进行相应的连接、复制、查找、交换、求子串、比较等字符串的运算：以直接人性化的操作界面展现出来，当执行字符串的相应运算时，调用程序中相对应的部分的函数模块进行操作。

图3-1 功能结构图

3.1.2类的设计说明

图3-2 设计说明3.1.3主要算法流程图

图3-3 主要算法流程图

write2(MAX) String:menun()

输入n选择文件中第几个字符串

Switch(k)

Strcpy(read2(m )

Write(str1.str)

复制后

的字符

串

Break Strcat(read2(

m)

Write(str1.str)

Break

连接后

的字符

串

Compare(read

2(m)

Break

Write(str1.str)

比较后

的字符

串

Str1.substrin

g(m,n)

Write(str1.str)

求字符

串后的

字符串

Break

Str1.exchang

eread2mm

Write(str1.str)

交换后

的字符

串

Break

J!=0&&&cin>>k

Return0

开始

3.2程序清单

#include

#include

using namespace std;

char s[12];char s1[20];

const int MAX=5;

class String

{

public:

char *str;

int length;

static void menun()

{

cout<<" *******************************

"<

cout<<"\t* 欢迎进入字符串设计 *\t"<

cout<<" ******************************* "<

cout<<" 1 enter ,执行字符串复制!!!"<

cout<<" 2 enter ,执行字符串链接!!!"<

cout<<" 3 enter ,执行字符创比较!!!"<

cout<<" 4 enter ,执行字符串求字串!!!"<

cout<<" 5 enter ,执行字符串交换!!!"<

cout<<" 0 enter ,退出..."<

}

String(char *s,int l)//构造函数

{

str=new char[strlen(s)+1];

strcpy(str,s);

length=l;

cout<<"Construct String!\n";

}

String()//析构函数

{

delete[] str;

}

void Strcpy(char *s)//复制

{ char *x;

x=new char[strlen(s)-1];

strcpy(x,s);

delete[]str;

str=x;

length=strlen(x);

cout<

}

void Strcat(char *z)//连接

{ char *a;

a=new char[strlen(z)+length];

strcpy(a,str);

strcat(a,z);

str=a;

cout<

}

void Compare(char *b)//比较

{

cout<<"str compare b is:"<

}

char * substring(int start,int end)//求子串

{

char *newstr=new char[end-start+1];

int i,j=0;

for(i=start;i

newstr[j]=str[i];

newstr[j]='\0';

return newstr;

}

void exchange(char *e)//交换

{ char *temp1,*temp2;

temp1=new char[length];

temp2=new char[strlen(e)+1];

strcpy(temp1,str);

strcpy(temp2,e);

str=temp2;

e=temp1;

cout<

cout<

} };

void write(char s1[10])

{

ofstream out;

out.open("c:\\Program.text",ios::out|ios::ate|ios::app);

if(!out)

{

cout<<" "<

}

out<

out.close();

}

char * read()

{

ifstream in;

in.open("c:\\Program.text",ios::in);

if(!in)

{

cout<<" "<

return NULL;

}

int k=1;

while(k)

{ in.getline(s,12);k=0;

}

in.close();

return s;

}

char * read2(int k)

{ ifstream in;

in.open("c:\\Program.text",ios::in);

if(!in)

{ cout<<" "<

return NULL;

}

while(k)

{ in.getline(s,12);k--;}

in.close();

return s;

}

void write2(int n)

{ ofstream out;

out.open("c:\\Program.text",ios::out|ios::ate|ios::app);

if(!out)

{ cout<<" "<

// return NULL;

}

while(n)

{ char s1[20];

cin>>s1;

out<

n--;}

cout<<"\t* 文件创建成功!! *\t"<

out.close();

}

int main()

{

cout<<"\nC++课程设计：字符串类的设计\n";

cout<<" 设计人:蔡楠\n";

cout<<" 学号:201420905013\n";

cout<<"********************************************************\n"; cout<<"********************************************************\n"; cout<<"\n"<<"开始创建文件请输入字符串:\n";

write2(MAX);

String::menun();

cout<<"输入n选择文件中第几个字符串:\n";

int m;

cin>>m;

cout<<"建立类的对象str1:\n";

String str1( read2(m),12);

cout<

int k;int j=1;

cout<<"请选择执行什么操作<当输入为0是结束操作，退出... >\n"; while(j!=0&&cin>>k)

switch(k)

{ case 1:

cout<<"输入m选择文件中第几个字符串复制:\n";

cin>>m;

str1.Strcpy(read2(m));write(str1.str);

cout<<"复制后的字符串：";

cout<

break;

case 2:

cout<<"输入m选择文件中第几个字符串链接:\n";

cin>>m;

str1.Strcat(read2(m));

write(str1.str);

cout<<"连接后的字符串:"<

break;

case 3:

cout<<"输入m选择文件中第几个字符串进行比较:\n";

cin>>m;

https://www.360docs.net/doc/dd15370365.html,pare(read2(m));

break;

case 4:

cout<<"下面开始求子串\n";

int m,n;

cout<<"请输入需要取子串的起始与结束位置: \n";

cin>>m>>n;

cout<<"所求子串为: ";

cout<

break;

case 5:

cout<<"输入m选择文件中第几个字符串进行交换:\n";

cin>>m;

str1.exchange(read2(m));

break;

case 0:

j=0;

cout<<"谢谢使用,退出字符串设计....\n";

break;

}

return 0; }

第四章系统测试与分析4.1运行结果与分析

图4-1程序界面显示的情况

图4-2依次进行运算情况

图4-3各项任务基本执行完毕

总结与体会

通过对这一课题的设计和实现，我对C++Visual 6.0环境进行了深一步的了解，逐渐开始熟练C++Visual 6.0环境的工作界面，以及对每一个快捷键的熟悉，并认识到，熟悉快捷键的使用让编写更加便捷，但还要更加熟悉。

由于程序繁琐，从网上搜索了很多程序。在修改的过程中，注意到相同内容的缩进和对齐。这样做，可以使程序代码出错的情况下，可以快速而且更便捷的找到错误的地方，利于修改。

通过这次编程让我深刻的感受到，良好的编写习惯，不但有助于代码的纠错，也有助于后期的视觉效果。在这次程序设计的过程中，发现从课本的基础知识的认知到实践是一个很不容易的过程，模仿是学习编程写法和了解并拓展思路的很好的方法。

同时，在对不明白的代码运用和编写过程中出现很多问题，指导老师给出了细心的教导和很实用的解决方法，在此对这两周帮助我们的指导老师表示衷心的感谢！同时，也对私下一起讨论学习和帮助我的同组同学表示感谢！

参考文献

[1]李爱华、程磊.面向对象程序设计（C++语言）[M]．北京：清华大学出版社．2010年

[2]刘振安、刘燕军著.C++程序设计课程设计[M]．北京：机械工业出版社．2004年

[3]谭浩强著.C++程序设计实践指导[M]．北京：清华大学出版社.2005年

[4]钱能.C++程序设计教程(第2版)[M].北京：清华大学出版社.2005年

[5]郑莉.C++语言程序设计案例教程(第1版)[M].北京：清华大学出版社.2005年

[6]韦朴、陈泰生. Visual C++通用范例开发金典[M].北京：电子工业出版社.2008年

[7](美)Y. Daniel Liang. Introduction to C++ Programming, Comprehensive.[M.]Prentice Hall译者：王刚、刘晓光、刘璟.北京：机械工业出版社.2008年