《面向對象程序設計》實驗指導書 (1-6個實驗,含參考代碼)

1、面向對象程序設計實驗指導書（適用：電子信息11級）彭召意 陶立新 編寫計算機與通信學院2014.9目錄實驗一 C+基礎的應用1實驗二 類和對象的應用3實驗三 類的構造函數、析構函數的應用4實驗四 友員和運算符重載5實驗五 類的繼承與派生6實驗六 類的多態(tài)性與虛函數7附錄：各實驗的程序代碼8實驗一 C+基礎的應用（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱: C+基礎的應用實驗目的: （1）進一步學習VC+6.0開發(fā)環(huán)境及程序調試方法。（2）練習C+函數的定義及使用；（3）練習C+數組的定義及使用；（4）練習C+指針的定義及使用；（5）練習C+結構體的定義及使用；（6）練習多文件的程序的編譯和運行方

2、法；實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: （1）熟悉Visual C+6.0編譯系統(tǒng)的常用功能，特別是debug調試功能；（2）編程1：編寫一個程序c1.cpp，用來求2個或3個整數的最大數。要求：用重載函數的方法來求最大數；函數原型：int max( int a, int b) 和 int max( int a, int b,int c)。（3）編程2：編寫一個程序c2.cpp，求： a！+ b!

3、+ c!的值。要求：使用遞歸函數。主程序和函數分開到兩個源程序文件中，分別進行編譯后，再運行；（4）編程3：有一個3*4的矩陣，要求編程求出其中值最大的那個元素的值，以及其所在的行號和列號；（5）編程4：建立一個動態(tài)鏈表并進行輸出和刪除管理。鏈表的每個節(jié)點為學生信息，包括：學號，姓名，性別，下一學生信息的指針。程序的工作：（a）建立三個學生信息的節(jié)點，然后順序輸出該三個學生信息；（b）刪除中間的節(jié)點，再順序輸出學生信息。（6）使用debug調試功能：追蹤第2個程序中函數的運行。（7）思考： 在第2個程序中，如果a，b，c的值較大，則顯示的結果會怎樣？這時如何解決此問題？（提示：顯示的結果會不對

4、，可能還會是負數，定義一個數組來存放最后結果。）實驗要求: （1）掌握Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境的常用功能及使用，能進一步使用Visual C+6.0的debug調試功能：單步調試、設置斷點等；（2）掌握C+函數的定義及使用，掌握函數的嵌套調用和遞歸調用的方法；（3）掌握C+數組、指針、結構體的定義及使用；（4）掌握多文件的程序的編譯和運行方法；（5）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（6）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）熟悉Visual C+6.0編譯系統(tǒng)的常用功能；（3）在file菜單中，新建C+源程序c1.cpp； （

5、4）編輯C+源程序文件c1.cpp的內容。（5） 編譯c1.cpp，系統(tǒng)會提示是否創(chuàng)建工程（由于前面沒有創(chuàng)建工程），選擇“是”。則創(chuàng)建一個工程；（6）程序編譯正確時，則可建立可執(zhí)行程序；（注意觀察每步的結果）（7）運行可執(zhí)行文件；（8）關閉工作空間。（9）對編程2，在file菜單中，新建C+源程序cpp2_1； （10）編輯C+源程序文件cpp2_1的內容；（11）編譯cpp2_1，系統(tǒng)會提示是否創(chuàng)建工程（由于前面沒有創(chuàng)建工程），選擇“是”，則創(chuàng)建工程；（12）在file菜單中，新建C+源程序cpp2_2； （13）編輯C+源程序文件cpp2_2的內容；（14）編譯文件cpp2_2時，系統(tǒng)提示

6、是否加入到此工程，選擇“是”，則把文件cpp2_2加入到該工程中。（15）編譯和運行此程序，并注意觀察每步的結果。（16）使用調試功能：運行到光標處、單步跟蹤、查看變量值。（17）使用關閉工作空間。（18）參照上述方法，完成編程3和編程4。注意：若編譯時出錯：“fatal error c1010:unexpexted end of file while looking for precompiled header directive.”；該文件需要包含頭文件：stdafx.h，即在開頭有語句：#include “stdafx.h”思考題：假如已建立了兩個C+源程序c1.cpp和c2.cpp。先

7、用open打開c1.cpp，并完成了編譯、連接和運行，再打開c2.cpp，對它進行編譯和連接。此時會出現什么問題？原因何在？怎樣解決？實驗二 類和對象的應用（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱: 類和對象的應用實驗目的: （1）熟悉C+面向對象的程序設計的基本概念；（2）練習類的定義和對象的創(chuàng)建；（3）練習對象的成員函數的調用方法以及對象的初始化；實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: 事先編好程序

8、，上機調試和運行程序，分析結果。（1）編程1：定義并實現一個簡單的學生類：公有屬性為：學號、姓名、班級，成員函數為輸入和顯示一個學生的上述信息；（2）將程序（1）中的數據成員改為私有的,考慮對程序有何影響；（3）編程2：設計一個長方形類Rectangle。成員變量包括：長度和寬度，成員函數有：Area計算面積，Set設置長方形的長和寬，Get獲取長方形的長和寬。最后，編寫一個主程序來測試該類及成員函數。（4）編程3：設計一個汽車類Car。成員變量有：品牌，顏色，車門，車燈，行駛速度。成員函數有：打開車門、打開車燈、加速、減速等。最后，編寫一個主程序來測試該類及功能。（提示：在成員函數中用輸出成

9、員函數名來表示該成員函數被調用）實驗要求: （1）掌握C+類和對象的基本概念；（2）掌握C+類和對象的定義及使用；（3）掌握對象的成員函數的調用方法；（4）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（5）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）創(chuàng)建一個項目；（3）建立C+源程序文件；（4）編輯C+源程序文件內容；（5）建立并運行可執(zhí)行程序；（6）關閉工作空間。實驗三 類的構造函數、析構函數的應用（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱: 類的構造函數、析構函數的應用實驗目的: （1）練習類的構造函數、析構函數的定義和使用方法；（2）練習對象數組、

10、對象指針的使用；（3）練習類的靜態(tài)成員的使用。實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: （1）編程：設計一個學生類。要求：學生的屬性有：學號，姓名，性別；學生的行為有：輸入學生的上述屬性和輸出學生的上述屬性。編寫構造函數對學生的所有屬性初始化，無參數的構造函數設置學號為1001，姓名為“張三”，性別為M（M代表男，F代表女）。（2）修改上述程序：修改定義析構函數，在析構函數中輸出學號。再運行程序，觀察運行

11、結果。（3）修改上述main程序：使用對象指針，用new生成一個學生對象，然后，用delete清除該對象，使用單步運行觀察運行結果。（4）修改上述程序：增加一個私有數據成員成績score；增加一個成員函數readdata：輸入一學生的學號和成績；增加一個成員函數getscore：取得學生的成績。再修改main函數；定義一個班的同學（假如一個班有10位同學，采用對象數組），輸出該班的平均成績。（5）不用對象數組，而使用靜態(tài)的數據成員來實現（4）中求一個班的學生的平均成績，學生的成績在構造函數中輸入。（提示：定義2個靜態(tài)數據成員，1個是存儲總成績，1個是存儲學生人數）。（6）分別運行上述程序，并分

12、析結果。注意：在增加一個新的功能時，可以把暫時不需要的功能代碼給注釋掉。實驗要求: （1）掌握C+類的構造函數、析構函數的定義和使用方法；（2）掌握C+對象數組、對象指針的使用；（3）掌握類的靜態(tài)數據成員的定義和使用；（4）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（5）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）創(chuàng)建一個項目；（3）建立C+源程序文件；（4）編輯C+源程序文件內容；（5）建立并運行可執(zhí)行程序；（6）關閉工作空間。實驗四 友員和運算符重載（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱: 友元和運算符重載實驗目的: （1）進一步了解運算符重載

13、的概念和使用方法；（2）掌握幾種常用的運算符重載的方法；（3）練習友員函數的定義和使用；（4）了解轉換構造函數的使用方法。實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: 事先編好程序，上機調試和運行程序，分析結果。（1）有兩個矩陣a和b，均為2行3列。求兩個矩陣之和。重載運算符“+”，使之能用于矩陣相加。如： c=a+b。（2）編寫一個友元函數來讀取矩陣指定所在行列的值。（3）定義一個Teacher(教師)類和

14、一個Student(學生)類，二者有一部分數據成員是相同的，例如num(號碼)，name(姓名),sex(性別)。編寫程序，將一個Student對象(學生)轉換為Teacher(教師)類，只將以上3個相同的數據成員移植過去。可以設想為： 一位學生大學畢業(yè)了，留校擔任教師，他原有的部分數據對現在的教師身份來說仍然是有用的，應當保留并成為其教師的數據的一部分。實驗要求: （1）掌握C+運算符重載的概念和使用方法；（2）熟悉轉換構造函數的使用方法；（3）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（4）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）創(chuàng)建一個項目

15、；（3）建立C+源程序文件；（4）編輯C+源程序文件內容；（5）建立并運行可執(zhí)行程序，并分析結果；（6）關閉工作空間。實驗五 類的繼承與派生（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱：類的繼承與派生實驗目的: （1）進一步理解繼承與派生的概念；（2）掌握通過繼承派生出一個新的類的方法；實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: 事先編好程序，上機調試和運行程序，分析結果。（1）編程：編寫一個學生類Studen

16、t。要求： 學生的保護屬性有：學號（Num），姓名（Name），性別（Sex）；學生的公用成員函數有：ReadData( )用于輸入Num、Name、Sex。OutputData( )用于輸出Num、Name、Sex。 然后，在學生類的基礎上派生出研究生類Graduate，該類新增私有屬性研究方向（ResearchD），新增公用成員函數ResearchWork( )，該函數功能為輸出學號和研究方向。 編寫main函數測試基類和派生類的各屬性很函數的訪問。修改派生類的派生方式以及基類成員的訪問方式，再測試看看基類和派生類的屬性訪問方式有何不同。（2）編程：在上述工程中增加一個Teacher（教師

17、）類，采用多重繼承方式由Student和Teacher類公有派生出新類Student_Teacher。要求： Teacher類的保護成員有：Name、Sex、Title（職稱）、Wages（工資）。兩個基類中的Name、Sex同名，在引用這些數據成員時，指定作用域。 在派生類Student_Teacher中，增加兩個成員函數：ReadF1（）用于讀入：Num、Name、Sex、Title、Wages。Show（）用于輸出數據，在Show（）中，首先調用Student類的display（）函數用于輸出Num、Name、Sex，然后再用cout語句輸出Title、Wages。 在類體中聲明成員函數

18、，在類外定義成員函數。思考題：類的三種繼承方式的主要區(qū)別是什么？實驗要求: （1）掌握繼承與派生的概念；（2）掌握通過繼承派生出一個新的類的方法；（3）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（4）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）創(chuàng)建一個項目；（3）建立C+源程序文件；（4）編輯C+源程序文件內容；（5）建立并運行可執(zhí)行程序；（6）關閉工作空間。實驗六 類的多態(tài)性與虛函數（實驗課時：2 實驗性質：設計）實驗名稱: 類的多態(tài)性與虛函數實驗目的: （1）了解多態(tài)性的概念；（2）了解虛函數的作用和使用方法；（3）了解純虛函數和抽象類的概念和用

19、法。實驗設備： （1）硬件：個人微機（配置不低于：CPU為P4，主頻1.6G，內存256MB，硬盤40GB）；（2）軟件：操作系統(tǒng)為WindowsXP（或2000、server2003等），工具軟件為Visual C+6.0。實驗內容: 事先編好程序，上機調試和運行程序，分析結果。（1）編程：定義抽象基類Shape（圖形）。Shape類有一個公共的純虛函數Area，用于派生類求圖形的面積。（2）由Shape派生出3個派生類：Circle（圓形）、Rectangle(矩形)、Triangle（三角形），用一個函數PrintArea分別輸出以上三者的面積，3個圖形的數據在定義對象時給定。在主程序中

20、測試這些類的PrintArea函數。（3）在類Circle基礎上再派生一個圓柱體Cylinder，重載Area函數求圓柱體的體積。然后，編寫主程序采用靜態(tài)多態(tài)性和動態(tài)多態(tài)性分別測試Area函數。（4）在類Circle中定義一個析構函數，讓它輸出一行信息“This is Cicle Destruction?！?，在類Cylinder中定義一個析構函數，讓它輸出一行信息“This is Cylinder Destruction?！?。在主程序中用指向基類Circle類的指針動態(tài)生成Cylinder類對象，然后用delete語句釋放該對象，測試看看運行結果如何。再修改Circle的析構函數為虛函數，測試

21、看看運行結果如何。（5）運行上述程序，并分析結果。實驗要求: （1）掌握多態(tài)性的概念；（2）掌握虛函數的作用和使用方法；（3）掌握純虛函數和抽象類的概念和用法；（4）程序格式規(guī)范，程序運行正確；（5）認真書寫實驗報告，如實填寫各項實驗內容。實驗步驟: （1）啟動Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境；（2）創(chuàng)建一個項目；（3）建立C+源程序文件；（4）編輯C+源程序文件內容；（5）建立并運行可執(zhí)行程序，并分析結果；（6）關閉工作空間。思考題：虛函數的作用是什么？ 附錄：各實驗的程序代碼實驗1：程序代碼程序1：#include using namespace std;int main()int max

22、(int a,int b,int c); int max(int a,int b); int a=8,b=-12,c=7; coutmax(a,b,c)=max(a,b,c)endl; coutmax(a,b)=max(a,b)a) a=b; if(ca) a=c; return a;int max(int a,int b)if(ab) return a; else return b;程序2：/cpp2_1.cpp#include using namespace std;int main() int fac(int); int a,b,c,sum=0; coutabc; sum=sum+fac

23、(a)+fac(b)+fac(c); couta!+b!+c!=sumendl; return 0; /cpp2_2.cpp，遞歸方式 int fac(int n) if ( n=1) return 1; else return ( n*fac(n-1); /cpp2_2.cpp，非遞歸方式 int fac(int n) int f=1; for (int i=1;i=n;i+) f=f*i; return f; 程序3：#include using namespace std;int main() int i,j,row=0,colum=0,max; int a34=5,12,23,56,1

24、9,28,37,46,-12,-34,6,8; max=a00; for (i=0;i=2;i+) for (j=0;jmax) max=aij; row=i; colum=j; coutmax=max,row=row,colum=columendl; return 0; 程序4：#include /#include using namespace std;const int n=10;struct student char num6; char name8; char sex; student *next; ;int main() int i; student *head,*p1,*p2;

25、head=p1=NULL; for (i=0;i3;i+) p2 = new student; if (p2=NULL) break; coutinput student information: endl; coutp2-num; coutp2-name; coutp2-sex; if (i=0) head=p1=p2; else p1-next = p2; p1 = p2; if (p1!=NULL) p1-next = NULL; coutOutput information:n; p1=head; i=0; while (p1!=NULL) i+; coutNumber iendl;

26、cout num:num name:name sex:sexnext; p1= head-next; head-next = p1-next; delete p1; coutAfter delete,Output information:n; p1=head; i=0; while (p1!=NULL) i+; coutNumber iendl; cout num:num name:name sex:sexnext; while (head!=NULL) p1 = head-next; delete head; head = p1; return 0; 思考題：打開c2.cpp，對它進行編譯時

27、，出現提示：選擇“否”，出現提示：選擇“是”，則編譯完成。連接時，出現錯誤提示：-Configuration: Cpp1 - Win32 Debug-Linking.Cpp2.obj : error LNK2005: _main already defined in Cpp1.objDebug/Cpp1.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols foundError executing link.exe.Cpp1.exe - 2 error(s), 0 warning(s)出錯原因：c1工程中有兩個main(

28、)函數。解決方法：關閉c1的工作空間后，再打開c2.cpp。實驗2：程序代碼（1）定義并實現類 student#includeclass student /定義類 public: /類的公有成員 int Num; char Name10; char Sclass20; void inputs( ) cinNumNameSclass; void display( ) cout n 學號: Num” 姓名:”Name” 班級:”Sclassendl; ;void main( ) /主函數 student ss; /聲明對象 ss.inputs(); /調用成員函數 ss.display( ); （

29、2）程序2include using namespace std;class Time public: void set_time(void) cinhour; cinminute; cinsec; void show_time(void) couthour:minute:secendl; private: int hour; int minute; int sec; ; Time t;int main() t.set_time(); t.show_time(); return 0; 程序3#include using namespace std;class Time public: void

30、 set_time(void); void show_time(void); private: int hour; int minute; int sec; ; void Time:set_time(void) cinhour; cinminute; cinsec; void Time:show_time(void)couthour:minute:secendl; Time t;int main() t.set_time(); t.show_time(); return 0; 實驗3：程序代碼（1）3.5#include #include using namespace std;class S

31、tudent public: Student(int n,string nam,char s) num=n; name=nam; sex=s; coutConstructor called.endl; Student() coutDestructor called.endl; void display() coutnum:numendl; coutname:nameendl;coutsex:sexendlendl; private: int num; string name; char sex; int main() Student stud1(10010,Wang_li,f); stud1.

32、display(); Student stud2(10011,Zhang_fun,m); stud2.display(); return 0; （2）修改析構函數：Student() coutNum=numnumscore;float getscore() return score; 修改main：增加：Student s10; int i;float total=0;增加：for (i=0;i10;i+)si.readdata(); total+=si.getscore();couttotal/10; （5）增加：在類Student中：friend void fdisplay(Student

33、 *s);在類外：void fdisplay(Student *s)cout Num=num Name=name score=scoreendl;在main函數中：Student s1;s1.readdata();fdisplay(&s1); 實驗4：程序1：#include using namespace std;class Matrix /定義Matrix類 public: Matrix(); /默認構造函數 friend Matrix operator+(Matrix &,Matrix &); /重載運算符“+” void input(); /輸入數據函數 void display();

34、 /輸出數據函數 private: int mat23; ; Matrix:Matrix() /定義構造函數for(int i=0;i2;i+) for(int j=0;j3;j+) matij=0; Matrix operator+(Matrix &a,Matrix &b) /定義重載運算符“+”函數Matrix c; for(int i=0;i2;i+) for(int j=0;j3;j+) c.matij=a.matij+b.matij; return c; void Matrix:input() /定義輸入數據函數coutinput value of matrix:endl; for(

35、int i=0;i2;i+) for(int j=0;jmatij; void Matrix:display() /定義輸出數據函數for (int i=0;i2;i+) for(int j=0;j3;j+) coutmatij ; coutendl; int main()Matrix a,b,c; a.input(); b.input(); coutendlMatrix a:endl; a.display(); coutendlMatrix b:endl; b.display(); c=a+b; /用重載運算符“+”實現兩個矩陣相加 coutendlMatrix c = Matrix a +

36、 Matrix b :endl; c.display(); return 0; 另外的參考矩陣類：定義一個矩陣類Matrix/首先定義了矩陣類的最大行數和列數#include using namespace std;#define MaxRow 100#define MaxColumn 100class Matrix /定義Matrix類public: Matrix() Row = 2;Column = 2; /默認構造函數Matrix(int r,int c) /帶參數的構造函數 int i,j; if (rMaxRow) Row = MaxRow; else Row = r; if (cM

37、axColumn) Column = MaxColumn; else Column = c; for(i=0;iRow;i+) for (j=0;jColumn;j+) MatValij = 0; ; private: int MatValMaxRowMaxColumn; /矩陣值 int Row;/行數 int Column; /列數 ; /主程序int main()Matrix a,b,c(2,3); return 0; 程序2：#include using namespace std;class Studentpublic: Student(int,char,char,float); i

38、nt get_num()return num; char * get_name()return name; char get_sex()return sex; void display() coutnum:numnname:namensex:sexnscore:scorenn; private: int num; char name20; char sex; float score; Student:Student(int n,char nam,char s,float so) num=n; strcpy(name,nam); sex=s; score=so; class Teacher pu

39、blic: Teacher() Teacher(Student&); Teacher(int n,char nam,char sex,float pay); void display(); private: int num; char name20; char sex; float pay; ; Teacher:Teacher(int n,char nam,char s,float p)num=n; strcpy(name,nam); sex=s; pay=p; Teacher:Teacher(Student& stud) num=stud.get_num(); strcpy(name,stu

40、d.get_name(); sex=stud.get_sex(); pay=1500; void Teacher:display()coutnum:numnname:namensex:sexnpay:paynn; int main()Teacher teacher1(10001,Li,f,1234.5),teacher2; Student student1(20010,Wang,m,89.5); coutstudent1:endl; student1.display(); teacher2=Teacher(student1); coutteacher2:endl; teacher2.displ

41、ay(); return 0; 實驗5：程序代碼（1）例5.3#include #include using namespace std;class Student /聲明基類public: /基類公用成員 void display( ); protected : /基類保護成員 int num; string name; char sex; void Student:display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; class Student1: protected Student /用protected繼承

42、方式聲明一個派生類public: void display1( ); private: int age; string addr; void Student1:display1( ) coutnum: numendl; /引用基類的保護成員，合法 coutname: nameendl; /引用基類的保護成員，合法 coutsex: sexendl; /引用基類的保護成員，合法 coutage: ageendl; /引用派生類的私有成員，合法 coutaddress: addrendl; /引用派生類的私有成員，合法 ; int main( ) Student1 stud1; /stud2是派生

43、類student2的對象 stud1.display1( ); /display是派生類中的公用成員函數 stud1.num = 10023； / 該語句錯誤，應該刪除。 return 0; 增加的成員函數ReadData()：（1）聲明語句為：void ReadData();（2）定義該函數的語句為：void Student:ReadData() coutnumnamesex; coutendl; （2）增加的Teacher類：class Teacher /聲明基類 protected : /基類保護成員 string name;char sex;string title;double wages; （3）派生類Student_Teacher：class Student_Teacher: public Student,public Teacher public: void ReadF1(); void Show();void Student_Teacher :ReadF1() coutPlease input：num,name,sex,title,wages:numTeacher:nameTeacher: