實驗三 類與對象(三)

實驗三類與對象（三一靜態(tài)成員、常量成員、友元、對象成員一、實驗目的理解靜態(tài)數(shù)據成員、靜態(tài)成員函數(shù)的作用，熟悉其應用；理解常量對彖、常量數(shù)據成員、常量成員函數(shù)作用，熟悉相互關系及應用；熟悉友元函數(shù)、友元類的定義及應用；熟悉對象成員（容器類）的應用；進一步熟悉類與對彖的應用及編程。二、實驗學時課內實驗：2課時課外練習：2課時三本實驗涉及的新知識㈠靜態(tài)成員靜態(tài)成員分為靜態(tài)數(shù)據成員及靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)數(shù)據成員（1）靜態(tài)數(shù)據成員的定義（類中定義）格式：static類型數(shù)據成員名表；（2）靜態(tài)數(shù)據成員的作用靜態(tài)數(shù)據成員在一個類中只有一個拷貝，屬于一個類（或者說屬于類的第一個對彖），所有對象都共享靜態(tài)成員。靜態(tài)數(shù)據成員是連接各個對象的橋梁，可用來取代全局變量，主要用于各個對彖都共享的公用數(shù)據，如：總數(shù)的統(tǒng)計、平均數(shù)等。（3）說明靜態(tài)數(shù)據成員可以說明為公有成員、私有成員或保護成員，但一般不說明為公有成員：靜態(tài)數(shù)據成員同其它數(shù)據成員一樣，不能在類中進行初始化（不分配內存空間）；靜態(tài)數(shù)據成員由于屬于類（不依賴任何對彖），應在程序開始運行時即生成，必須在任何函數(shù)之外進行初始化操作；格式：類型類名::靜態(tài)數(shù)據成員二初值；使用靜態(tài)數(shù)據成員取代全局變量，使數(shù)據更為安全：當在類中需要共享某一數(shù)據成員時通常定義為靜態(tài)數(shù)據成員；靜態(tài)數(shù)據成員與靜態(tài)對彖是兩個完全不同的概念，前者（靜態(tài)數(shù)據成員）是在類中定義的,是類的所有對彖共享的數(shù)據成員，而后者（靜態(tài)對彖）是指對象存儲在靜態(tài)存儲區(qū)。靜態(tài)成員函數(shù)（1）靜態(tài)成員函數(shù)的定義靜態(tài)成員函數(shù)是在定義類的成員函數(shù)時，在成員函數(shù)名前加上statico（2）靜態(tài)成員函數(shù)的調用方法用類名調用格式：類名::靜態(tài)成員函數(shù)名（實參表）；用對象調用格式：對象名?靜態(tài)成員函數(shù)名（實參表）；（3）說明靜態(tài)成員函數(shù)可以在類內部定義（必須加上static）,也可在類外定義，即在類體內聲明，在類體外定義，定義時與普通成員函數(shù)相同；靜態(tài)成員函數(shù)無tlus指針（this指針屬于某一對彖，靜態(tài)成員屬于一個類），只能訪問靜態(tài)數(shù)據成員，不能訪問普通數(shù)據成員，因此靜態(tài)成員函數(shù)專門用來訪問靜態(tài)數(shù)據成員；當在類中定義有靜態(tài)數(shù)據成員時，通常應定義靜態(tài)成員函數(shù)來訪問靜態(tài)數(shù)據成員。㈡常量成員函數(shù)、常量數(shù)據成員及常量對象在C卄中可以用const定義常量對彖（也稱為常對彖）、常量成員函數(shù)（也稱為常成員函數(shù)）、常量數(shù)據成員（也稱為常數(shù)據成員）。常量成員函數(shù)的定義（1）在類中定義：返回類型成員函數(shù)名（參數(shù)表）const{函數(shù)體}（2）在類外定義類中聲明：返回類型成員函數(shù)名（參數(shù)表）const；類外定義：返回類型類名::成員函數(shù)名（參數(shù)表）const{函數(shù)體}常量數(shù)據成員的定義定義格式：const數(shù)據類型成員名或：數(shù)據類型const成員名常量對象的定義定義格式：類名const對象名表；或：const類名對象名表說明（1）常量對象只能在定義時初始化，其數(shù)據成員的值不能改變。（2）常量對象只能調用常屋成員函數(shù)，不能調用普通成員函數(shù)；而普通對象既町調用普通成員函數(shù)，也可以調用常量成員函數(shù)。（3）普通成員函數(shù)可以訪問本類的常量成員函數(shù)，而常量成員函數(shù)不能訪問本類的普通成員函數(shù)。（4）常量成員函數(shù)與普通成員函數(shù)同名時，構成函數(shù)的重載，其參數(shù)類型和個數(shù)可以相同，而用const加以區(qū)分。（5）常量數(shù)據成員必須在構造函數(shù)中通過初始化列表進行初始化，初始化后值不能改變。（6）常量數(shù)據成員及成員函數(shù)隸屬于某一對彖（與靜態(tài)數(shù)據成員的差異）。㈢友元友元的概念在C卄中提供了一種類以外的函數(shù)訪問類的私有成員、保護成員的方法，即將這些函數(shù)定義為類的友元。友元的種類及應用（1）友元函數(shù)定義方法：在類中進行聲明時，在聲明的前面加上fhend。說明：友元函數(shù)不是類的成員函數(shù)，除非確因成員函數(shù)使用頻繁，需要提高程序的執(zhí)行效率而定義為友元函數(shù)外，一般不要定義。友元函數(shù)可以訪問對彖的私有成員和保護成員，只是在類中聲明時加上fnend,但它不是成員函數(shù)，定義時不能在函數(shù)名前加上“類名:友元函數(shù)無this指針，一般至少應帶有一個入II參數(shù)，通過入II參數(shù)傳遞的對象名來引用該對象的成員。友元函數(shù)主要用于運算符的重載。（2）友元成員友元成員是指一個類的成員函數(shù)可以是另一個類的友友元函數(shù)，這樣就可以通過一個類的成員函數(shù)訪問另一個類的私有成員或保護成員。說明：一個類的成員函數(shù)要作為另一個類的友元函數(shù)時，必須先定義這個類。由于友元函數(shù)所在的類名先于類的定義出現(xiàn)，應先聲明。（3）友元類友元類是指一個類可以作為另一個類的友元，這樣友元類的所有成員函數(shù)均可以訪問另一個類中的成員。㈣容器類容器類的概念在定義一個類的數(shù)據成員時，除可以是基本數(shù)據成員外，還可以是其它類的對彖，稱為對象成員。含有對彖成員的類稱為容器類。容器類構造函數(shù)（1）格式類名（形參表）:成員名1（參數(shù)表1）,,成員名n（參數(shù)表11）（2）說明：容器類中至少應有一個構造函數(shù)，以通過參數(shù)表為成員對彖賦初值。創(chuàng)建容器類對彖時，先執(zhí)行對彖成員所屬類的構造函數(shù),再執(zhí)行容器類構造函數(shù)的函數(shù)體。釋放容器類對彖時，先調用容器類的析構函數(shù)，再調用對象成員所屬類的析構函數(shù)。用容器類對彖調用對彖成員所屬類的公有成員函數(shù)格式：容器類對象成員名?對象成員所屬類名::成員函數(shù)名（實參表）；四、實驗內容㈠驗證及認知實驗按要求調試下列程序并回答相關問題。程序1（exp_301.cpp）#iiiclude<iostieam.h>classcounter{private:

staticmtcount;cliarch;public:counter(charc)staticmtcount;cliarch;public:counter(charc)//普通數(shù)據成員〃構造函數(shù){this->count++；ch=c;}voidpiiiit_counter(void){cout?ch?H:,,?count?endl;}-counter(void){count-;}};intcounter::count=100;//靜態(tài)數(shù)據成員賦初值voidniam(void){countercl(A*);cl.print_counter();cout?endl;counterc2(,B,);cl.print_counter();c2.print_counter();cout?endl;counterc3(C);cl.print_counter();c2.print_counter();c3.print_counter();}問題：(1)運行該程序的輸出結果為由輸出結果可知，靜態(tài)成員屬于?在類中只有拷貝。程序中的“mtcounter::count=100;°的作用是,如果將其放在main()函數(shù)中，重新編譯程序，會出現(xiàn)?其原因是，程序2〃頭文件“hhpoint.h”中point類的定義：classpoint{private:floatx,v;

〃無參構造函數(shù)〃構造函數(shù)重載〃無參構造函數(shù)〃構造函數(shù)重載//拷貝構造函數(shù)pomt(void){x=O;y=O；}point(floata.floatb){x=a;y=b;}point(constpoint&ob){x=ob.x;y=ob.y;}voidset_point(floata.floatb);floatread_x(void);floatread_y(void);voidmove(floata,floatb);voidpiiiit(void);}；voidpoint::set_pomt(floata.floatb){x=a;y=b;}floatpomt::read_x(void){retunix;}floatpomt::read_y(void){retuniy;}voidpoint::move(floata.floatb){x+=a;y+=b;}voidpoint::piint(void){cout?Hx=H?x?Mv=n?y?endl;}〃頭文件Joint.h”中point類的定義:classpoint{private:floatx、y;〃無參構造函數(shù)〃構造函數(shù)重載〃無參構造函數(shù)〃構造函數(shù)重載〃拷貝構造函數(shù)pomt(void){x=O;y=O;}point(floata.floatb){x=a;y=b;}point(constpoint&ob){x=ob.x;y=ob.y;}voidset_point(floata.floatb);floatread_x(void);floatread_y(void);floatread_x(void)const;floatread_y(void)const;voidmove(floata,floatb);voidmove(floata,floatb)const;｝；voidpoint::set_pomt(floata.floatb){x=a;y=b;}floatpomt::read_x(void){retunix;}floatpomt::read_y(void){retuniy;}voidpoint::move(floata.floatb){x+-a;y+=b;}floatpomt::read_x(void)const{retunix;}floatpomt::read_y(void)const{retuniy;}//voidpoint::move(floata,floatb)const//(8)〃{x+=a;y+=b;}//(9)〃文件“exp_302.cpp”中定義的測試程序：#mclude<iostieam.h>#mclude,,lilipomt.hH//(I)//#iiicludenpoint.hM//(2)voidniam(void){constpointcentei(100.100);pointp(20,40);cout?,,Befbremoving:"?endl:cout?Hp:',?Mx=H?p.read_x();cout?My=u?p.read_yQ?endl;cout?Mcenter:H?Mx=M?center.read_xO；cout?My=n?center.read_y()?endl://p.move(10,20);〃⑶//cout?HAftermoving:H?endl;//(4)//cout?Hp:H?Hx=H?p.iead_x();〃⑸//cout?Hy=M?p.iead_y()?eiidl;〃(6)//center.move(20.20);〃(7)}問題：⑷編譯程序，會出現(xiàn)，其出錯原因是⑸將程序中（1）改為注釋，再將（2）行首的注釋去掉，再編譯運行程序，程序的輸出結果為:⑹將程序中(3)—(6)行首的注釋去掉，程序的輸出結果為:(7)將程序中的(7)行首的注釋去掉，編譯程序時無錯，而運行程序時會出現(xiàn)錯誤，其原因是。程序3(亡xp_303.cpp)#mclude<iostieam.h>#mclude<stimg.h>classgirl{private:char*naine;mtage;public:gi【l(char*na,mtn){name=newchai[strlen(na)+l];strcpy(nameaia);age=n;}^giil(void){deletename;}〃釋放new分配的內存char*get_name(void){retuniname;}mtget_age(void){retuniage;}voidpimt_girl(void);};voidgirt:piiiit_girl(void){cout?H姓名:n?name;cout?M年齡:,,?age?endl;}voiddisp(giil&g){cout?H姓名:M?;cout?M年齡:,,?g.age?endl;}voidniaiii(void){giiigl(H李小丫“，⑵,g2(”王永蘭“,15),g3(”趙夢美”」3)；cout?M姓名:,,?gl.get_name();

cout?M年齡:H?gl.get_age()?endl;g2.pnnt_gul();disp(g3);}問題：⑻編譯程序出錯的原因是⑼在girl類中加上afriendvoiddisp(girl&g);”重新編譯、運行程序,其輸出結果為:其中friendvoiddisp(gul&g)；”表示函數(shù)disp()為girl類的°㈡知識應用實驗1.分析下列程序，寫出程序的輸出結果，再上機運行程序驗證其正確性，如果不正確，請認真分析出錯原因。程序4(exp_304.cpp)#mclude<iostieam.h>classsunpie#mclude<iostieam.h>classsunpie{private:staticmtvl,v2?v3;public:smiple(intx=0,inty=0){vl=x;v2=y；}staticvoidsum(void)你分析的程序輸出結呆是:程序的實際輸出結果是:mtget_v3(void){returnv3;}intsunpie::vl=0;intsunpie::v2=0;intsunpie::v3=0;voidniaiii(void){simpleobi(5,10);obl.suniQ;cout?M(l):H?ob1.get_v3()?endl;sunpieob2(10,20);sunpie::sum();cout?M(2):H?ob2.get_v3()?endl;程序5(exp_3O5.cpp)#mclude<iostieam.h>你分析的程序輸出結果是:#mclude<stimg.h>你分析的程序輸出結果是:classboy；//類boy的聲明；classgill{private:char*naine;mtage;public：程序的實際輸出結果是:giil(char*na,mtn){name=newchai[strlen(na)+l];strcpy(nameaia);age=n;}^giil(void){deletename;}〃釋放new分配的內存friendvoiddisp(girl&g,boy&b);〃聲明disp為gill類友元函數(shù)};classbovJ{private:char*naine;mtage;public:boy(char*na,iiitn){name=newchai[strlen(na)+l];strcpy(nameaia);age=n;}^bov(void){deletename;}〃釋放new分配的內存friendvoiddisp(girl&g,boy&b);〃聲明disp為boy類友元函數(shù)};voiddisp(giil&g.boy&b)〃定義友元函數(shù)：不是類的成員不需要作用域運算符{cout?'f女孩姓名:”;cout?M年齡:,,?g.age?endl;cout?M男孩姓名:H?;cout?M年齡：y<b?age?endl;}voidniaiii(void){giiigl(”李小丫”,12);boybl(”張海兵”,15);disp(gl,bl);//調用友元函數(shù)：與普通函數(shù)調用相同}程序6你分析的程序輸出結果是:〃頭文件"hdate.h"的內容：〃定義"date"類classdate

你分析的程序輸出結果是:{private:intyeai;month.day;public:date(void)程序的實際輸出結果是:{yeai-1980;month=1;day=1;}date(iiitvjntm.iiitd)程序的實際輸出結果是:{year=y；month=m;day=d;}mtget_yeai(void){returnyear;}mtget_month(void){returnmonth;}mtget_day(void){returnday;}}；〃頭文件“hpeison?h”的內容:定義“pereon”類#mclude<stimg.h>#mcludeHhdate.hHclassperson{private:cliar*naine;charsex[2];datebmhday；public:person(char*na,charyiiitd):buthday(y,nLd){name=newchai[strlen(na)+l];strcpy(nameaia);strcpy(sex.s);}char*get_name(void){returnname;}char*get_sex(void){returnsex;}mtget_yeai(void){ieturnbmhday.get_yearQ;}mtget_month(void){returnbutliday.get_month();}mtget_day(void){returnbmhday.get_dav()；}-person(void){delete[]name;}voidpiiiit(void);};voidperson::pimt(void){cout?H姓名:,,?name?endl;cout?M性別:,,?sex?endl;cout?M出生日期:,,?birthday.get_year()?H年典;cout?bmhday.get_month()?H月”；cout?biithdayget_day()?"口H?endl;}〃測試程序"exp.306.cpp"#mclude<iostieam.h>#mcludeHhperson.hHvoidniaiii(void){personpsl(”張小三丁男7985)2,15);personps2「李小丫丁女”,1986,3,9);psl.priiitQ;cout?e