面向对象程序设计.doc

面向对象程序设计实验指导书（适用：计09）彭召意 编写计算机与通信学院2011.316目录实验一 Visual C+6.0 开发环境的使用以及C+函数的应用.1实验二 C+数组、指针、结构体的使用.3实验三 类和对象的创建 .4实验四 类的构造函数、析构函数和友员成员应用.5实验五 运算符重载.6实验六 类的继承与派生 .7实验七 类的多态性与虚函数.8实验八 VC+6.0基于WINDOWS平台的程序设计 .9实验九 VC+6.0基于对话框的程序设计 .12附录:各实验的程序代码 .15实验一（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: Visual C+6.0 开发环境的使用以及C+函数的应用实验目的: （1）熟悉Visual C+6.0开发环境；（2）学习使用Visual C+6.0编写标准的C+控制台程序；（3）练习C+函数的定义及使用；（4）熟悉C+函数实参和形参的对应关系以及“值传递”的方式；（5）熟悉C+函数的嵌套调用和递归调用的方法；（6）练习多文件的程序的编译和运行方法；（7）熟悉在Visual C+6.0环境下进行程序的简单调试。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: （1）熟悉Visual C+6.0编译系统的常用功能；（2）编程1：编辑、编译及运行c+程序c1.cpp，即求a和b两个数之和。观察和分析编译信息，并观察运行结果。（3）编程2：编写一个程序c2.cpp，用来求2个或3个整数的最大数。要求：用重载函数的方法来求最大数；函数原型：int max( int a, int b) 和 int max( int a, int b,int c)。（4）编程3：编写一个程序c3.cpp，求： a！+ b! + c!的值。要求：使用递归函数。（5）把第3个程序中的主程序和函数分开到两个源程序文件中，分别进行编译后，再运行；（6）使用debug调试功能：追踪第3个程序中函数的运行。（7）思考： 在第3个程序中，如果a，b，c的值较大，则显示的结果会怎样？这时如何解决此问题？（提示：显示的结果会不对，可能还会是负数，定义一个数组来存放最后结果。）实验要求: （1）掌握Visual C+6.0开发环境的常用功能及使用；（2）掌握C+函数的定义及使用；（3）熟悉C+函数实参和形参的对应关系以及嵌套调用和递归调用的方法；（4）掌握多文件的程序的编译和运行方法；（5）掌握使用Visual C+6.0的debug调试功能，并能使用step into追踪到函数内部；（6）程序格式规范，程序运行正确；（7）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）熟悉Visual C+6.0编译系统的常用功能；（3）在file菜单中，新建C+源程序c1.cpp； （4）编辑C+源程序文件c1.cpp的内容。（5） 编译c1.cpp，系统会提示是否创建工程（由于前面没有创建工程），选择“是”。则创建一个工程；（6）程序编译正确时，则可建立可执行程序；（注意观察每步的结果）（7）运行可执行文件；（8）关闭工作空间。（9）对编程2，重复步骤（3）-（8），把程序名改动，重建一个新的程序，进行编程调试。（10）对编程3，在file菜单中，新建C+源程序cpp3_1； （11）编辑C+源程序文件cpp3_1的内容；（12） 编译cpp3_1，系统会提示是否创建工程（由于前面没有创建工程），选择“是”，则创建工程；（13）在file菜单中，新建C+源程序cpp3_2； （14）编辑C+源程序文件cpp3_2的内容；（15）编译文件cpp3_2时，系统提示是否加入到此工程，选择“是”，则把文件cpp3_2加入到该工程中。（16）编译和运行此程序，并注意观察每步的结果。（17）使用调试功能：运行到光标处、单步跟踪、查看变量值。（18）使用关闭工作空间。注意：若编译时出错：“fatal error c1010:unexpexted end of file while looking for precompiled header directive.”；该文件需要包含头文件：stdafx.h，即在开头有语句：#include “stdafx.h”思考题：假如已建立了两个C+源程序c1.cpp和c2.cpp。先用open打开c1.cpp，并完成了编译、连接和运行，再打开c2.cpp，对它进行编译和连接。此时会出现什么问题？原因何在？怎样解决？实验二（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: C+数组、指针、结构体的使用实验目的: （1）练习C+数组的定义及使用；（2）练习C+指针的定义及使用；（3）练习C+结构体的定义及使用；（4）进一步学习VC+6.0开发环境的debug调试功能。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: 事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。（1）编程1：有一个3*4的矩阵，要求编程求出其中值最大的那个元素的值，以及其所在的行号和列号；（2）编程2：建立一个动态链表并进行输出和删除管理。链表的每个节点为学生信息，包括：学号，姓名，性别，下一学生信息的指针。程序的工作：（a）建立三个学生信息的节点，然后顺序输出该三个学生信息；（b）删除中间的节点，再顺序输出学生信息。（3）使用debug调试功能单步调试程序的运行，并设置断点。实验要求: （1）掌握C+数组、指针、结构体的定义及使用；（2）能进一步使用Visual C+6.0的debug调试功能：单步调试、设置断点等；（3）程序格式规范，程序运行正确；（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）熟悉Visual C+6.0编译系统的常用功能；（3）在file菜单中，新建C+源程序c2-1.cpp；（4）编辑C+源程序文件c2-1.cpp的内容；（5） 编译c2-1.cpp，系统会提示是否创建工程（由于前面没有创建工程），选择“是”，则创建一个工程；（6）程序编译正确时，则可建立可执行程序，在调试执行时，使用单步调试、设置断点等功能；（7）运行可执行文件；（8）关闭工作空间。（9）重复（3）-（8），把程序名改动，重建一个新的程序，继续完成。实验三（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 类和对象的创建实验目的: （1）熟悉C+面向对象的程序设计的基本概念；（2）练习类的定义和对象的创建；（3）练习对象的成员函数的调用方法以及对象的初始化；实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: 事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。（1）编程1：定义并实现一个简单的学生类：公有属性为：学号、姓名、班级，成员函数为输入和显示一个学生的上述信息；（2）将程序（1）中的数据成员改为私有的,考虑对程序有何影响；（3）编程2：编辑并运行教材C+面向对象程序设计中的第2章习题2；（4）编程3：编辑并运行教材C+面向对象程序设计中的第2章习题3。实验要求: （1）掌握C+类和对象的基本概念；（2）掌握C+类和对象的定义及使用；（3）掌握对象的成员函数的调用方法；（4）程序格式规范，程序运行正确；（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建一个项目；（3）建立C+源程序文件；（4）编辑C+源程序文件内容；（5）建立并运行可执行程序；（6）关闭工作空间。实验四（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 类的构造函数、析构函数和友员成员应用实验目的: （1）练习类的构造函数、析构函数的定义和使用方法；（2）练习对象数组、对象指针的使用；（3）练习友员函数的定义和使用；实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: （1）编程：编辑并运行教材C+面向对象程序设计中的例3.5；（2）修改上述程序：修改定义析构函数，在析构函数中输出学号num。再运行程序，观察运行结果。（3）修改上述main程序：使用对象指针，用new生成一个学生对象，然后，用delete清除该对象，使用单步运行观察运行结果。（4）修改上述程序：增加一个私有数据成员成绩score；增加定义一个无参的构造函数；增加一个成员函数readdata：输入一学生的学号和成绩；增加一个成员函数getscore：取得学生的成绩。再修改main函数；定义一个班的同学（假如一个班有10位同学），输出该班的平均成绩。（提示：采用对象数组）（5）增加定义一个友元函数fdisplay，在该函数中输出指定学生的学号、姓名、成绩。（6）分别运行上述程序，并分析结果。注意：在增加一个新的功能时，可以把暂时不需要的功能代码给注释掉。实验要求: （1）掌握C+类的构造函数、析构函数的定义和使用方法；（2）掌握C+对象数组、对象指针的使用；（3）掌握友员函数的定义和使用；（4）程序格式规范，程序运行正确；（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建一个项目；（3）建立C+源程序文件；（4）编辑C+源程序文件内容；（5）建立并运行可执行程序；（6）关闭工作空间。实验五（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 运算符重载实验目的: （1）进一步了解运算符重载的概念和使用方法；（2）掌握几种常用的运算符重载的方法；（3）了解转换构造函数的使用方法。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: 事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。（1）有两个矩阵a和b，均为2行3列。求两个矩阵之和。重载运算符“+”，使之能用于矩阵相加。如： c=a+b。（参见C+面向对象程序设计第4章第4题）（2）定义一个Teacher(教师)类和一个Student(学生)类，二者有一部分数据成员是相同的，例如num(号码)，name(姓名),sex(性别)。编写程序，将一个Student对象(学生)转换为Teacher(教师)类，只将以上3个相同的数据成员移植过去。可以设想为： 一位学生大学毕业了，留校担任教师，他原有的部分数据对现在的教师身份来说仍然是有用的，应当保留并成为其教师的数据的一部分。（参见C+面向对象程序设计第4章第7题）实验要求: （1）掌握C+运算符重载的概念和使用方法；（2）熟悉转换构造函数的使用方法；（3）程序格式规范，程序运行正确；（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建一个项目；（3）建立C+源程序文件；（4）编辑C+源程序文件内容；（5）建立并运行可执行程序，并分析结果；（6）关闭工作空间。实验六（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称：类的继承与派生实验目的: （1）进一步理解继承与派生的概念；（2）掌握通过继承派生出一个新的类的方法；实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: 事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。（1）编程：编辑修改、补充并运行教材C+面向对象程序设计中的例5.3：修改它的错误，使它成为一个正确的程序；在基类Student中增加一个成员函数ReadData()用于输入num、name、sex。（2）编程：在上述工程中增加一个Teacher（教师）类，采用多重继承方式由Student和Teacher类公有派生出新类Student_Teacher。要求： Teacher类的保护成员有：name、sex、title（职称）、wages（工资）。两个基类中的name、sex同名，在引用这些数据成员时，指定作用域。 在派生类Student_Teacher中，增加两个成员函数：ReadF1（）用于读入：num、name、sex、title、wages。Show（）用于输出数据，在Show（）中，首先调用Student类的display（）函数用于输出num、name、sex，然后再用cout语句输出title、wages。 在类体中声明成员函数，在类外定义成员函数。思考题：类的三种继承方式的主要区别是什么？实验要求: （1）掌握继承与派生的概念；（2）掌握通过继承派生出一个新的类的方法；（3）程序格式规范，程序运行正确；（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建一个项目；（3）建立C+源程序文件；（4）编辑C+源程序文件内容；（5）建立并运行可执行程序；（6）关闭工作空间。实验七（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 类的多态性与虚函数实验目的: （1）了解多态性的概念；（2）了解虚函数的作用和使用方法；（3）了解纯虚函数和抽象类的概念和用法。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: 事先编好程序，上机调试和运行程序，分析结果。（1）编程：定义抽象基类shape，由它派生出3个派生类：Circle（圆形）、Rectangle(矩形)、Triangle（三角形），用一个函数printArea分别输出以上三者的面积，3个图形的数据在定义对象时给定。（参见C+面向对象程序设计第6章第4题）（2）运行上述程序，并分析结果。实验要求: （1）掌握多态性的概念；（2）掌握虚函数的作用和使用方法；（3）掌握纯虚函数和抽象类的概念和用法；（4）程序格式规范，程序运行正确；（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建一个项目；（3）建立C+源程序文件；（4）编辑C+源程序文件内容；（5）建立并运行可执行程序，并分析结果；（6）关闭工作空间。思考题：虚函数的作用是什么？实验八（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: VC+6.0基于WINDOWS平台的程序设计实验目的: （1）熟悉Visual c+基于WINDOWS平台程序设计（单文档和多文挡机制）；（2）熟悉消息响应函数的创建和使用；（3）熟悉程序界面中的菜单和工具栏的使用；（4）熟悉文档/视图结构的视图重绘和输出。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: （1）编程：用Visual c+设计出不用编写一行代码的文本编辑器(基于多文挡)，并简单测试文本文件的编辑、读取、存取等功能；（2）编程：用Visual c+设计出基于单文挡/视图结构的程序，并修改程序中的菜单（名称自定）；（3）添加一个菜单消息响应函数，功能为：显示一对话框“Click Me.”；（4）在另一菜单中添加菜单消息响应函数，功能为：弹出一个自定义的对话框，对话框上的功能自定（可以很简单的只放上基本的控件）；（5）在工具栏上添加3个简单的工具，功能分别为：（a）在视图的位置（10，15）处输出一行文字“这是简单的输出文本示例。”；（b）在在视图的位置（80，120）处画一个矩形（其大小为（50，50）；（c）擦除刚画的矩形框。并编写该功能的代码。实验要求: （1）熟悉Visual c+框架有关的文挡，视图等概念；（2）学会如何在Visual c+中建立简单的工程及添加消息响应函数的方法。；（3）熟悉视图的输出；（4）程序格式规范，程序运行正确；（5）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）创建项目：选择File|New命令，在New对话框中生成一个自己命名的项目Ch901。在MFC AppWizard Step1对话框中选中多文档按钮，并要确认Document/View architecture support复选框被选中。如果不选中它，则MFC AppWizard就不会自动为文挡/视图结构生成代码了。在MFC AppWizard Step1对话框中单击Next按钮，进入Step2对话框。这个对话框询问是否要加入对数据库访问的支持，不需要支持数据库，选中None单选按钮。在MFC AppWizard Step2对话框中单击Next按钮，选默认选项。在MFC AppWizard Step3对话框中单击Next按钮，选默认选项。在MFC AppWizard Step4对话框中单击Next按钮，选默认选项。在MFC AppWizard Step5对话框中单击Next按钮，在Base class下拉列表中选择CEditView选项，代表以CEditView作为CCh901View的父类，而不是通常的CView。这样就能得到一个具有文本编辑功能的视图类CCh901View了。单击MFC AppWizard Step6对话框中的Finish按钮,这时Visual c+将显示一个对话框提示程序员即将生成的程序框架的信息，在这个对话框中单击OK按钮。这样就生成了一个具有文本编辑功能的应用程序，编辑运行Ch901项目，然后进行测试。（3）另建一个单文档界面项目，并添加菜单： 按照前面生成ch901项目的方法生成ch902项目（最后视图类不要改动）在ch902项目的菜单资源中，添加菜单资源：“其他功能”|“菜单演示”，菜单ID重命名：ID_Test。选择Visual C+的View|classWizard命令，在MFC ClassWizard对话框中单击Message Maps标签。在Message Maps选项卡中的class name下拉列表中选择CMainFrame类，然后在object IDS列表中选择ID_Test控件。双击Message列表中的COMMAND消息，MFC ClassWizard将在CMainFrame类中自动添加一个成员函数：OnTest，用于响应这个消息。编辑CMainFrame类的OnTest函数，添加如下代码：MessageBox(“这是一个命令的演示程序。”);或MessageBox( “Click Me.”)。编译运行ch902项目，选择“其他功能”|“菜单演示”命令，程序就会显示一个消息对话框。 （8）添加一个对话框资源，再增加一个基于此对话框的类，然后在另一菜单中添加菜单消息响应函数，功能为：弹出一个自定义的对话框（该对话框就是刚才新建的对话框）。（9）添加工具栏上的按钮，然后添加相应代码。提示：输出文本的成员函数为pDC-TextOut(10,15, 这是简单的输出文本示例。);画矩形的成员函数可以写为pDC-Rectangle(80,120，80+50，120+50);/在视图的OnDraw函数中重绘视图窗口的函数为：Invalidate（）;（重绘整个视图） 或InvalidateRect(CRect,FALSE); （重绘视图的一个矩形区）并且可以设置一个标识变量，记住是画矩形还是擦除矩形。（10）全部完成后，关闭工作空间。附录：（1）注意知识点：Windows将应用程序分为单文档程序和多文档程序。单文档界面程序是指整个应用程序中在一个时间内只能打开一个文档，显示在一个视图中；而多文档界面程序则可同时打开多个文档，在不同的视图中独立编辑，不受干扰。视图，也就是窗口的客户区，用于显示用户正在编辑的文档，是用户的工作区，在MFC中对Cview类及其派生类。文档，代表用户正在视图上编辑的文件，负责文件的读写，在MFC中对应Cdocument类及其派生类（2）相关知识点：菜单是一种资源，它由多个命令组成，每个命令都有一个ID值，这个ID值用于在程序中识别不同的命令，当某个命令被选择时，会发出WM_COMMAND消息，可以通过使用MFC ClassWizard将这个消息以及发出这个消息的命令映射到某一个类的成员函数上。菜单本身有一个ID值，用于同其他资源相区别。对话框也是一种资源。使用MFC类库进行编程时，可使用CDialog类来派生出用于处理对话框功能的类，对于任何一个由程序员自定义的对话框，都需要为该对话框单独设计一个类，这个类从CDialog类继承。每个CDialog类(及其派生类)都必须同一个对话框资源相联系。在菜单中添加一个菜单命令：“其他功能” |“菜单演示”打开菜单资源编辑窗口，双击菜单栏上最右边的“帮助”菜单右边的虚框，然后在Menu Item properties对话框中的Caption文本框中输入“其他功能(&M)”, “(&M)”代表这个命令的快捷键为Alt+M。选中pop-up，在子菜单中添加一个命令“菜单演示”，再重命名ID号。实验九（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: VC+6.0基于对话框的程序设计实验目的: （1）学会Visual C+的基于对话框的程序设计；（2）熟悉MFC类库；（3）熟悉基本控件（按钮控件、编辑框、组合框、滚动条等）的使用。实验设备： （1）硬件：个人微机（配置不低于：CPU为P4，主频1.6G，内存256MB，硬盘40GB）；（2）软件：操作系统为WindowsXP（或2000、server2003等），工具软件为Visual C+6.0。实验内容: （1）编程：编写一个基于对话框的MFC应用程序，要求能够接收用户从键盘上输入的两个正整数，并求出它们之和显示在对话框中（使用编辑框和文本框）。（2）在对话框上添加一个菜单（菜单功能自定）；（3）在对话框上添加常用的控件（比如：命令按钮、组合框、滚动条、复选框、单选框等）；（4）设置这些控件的基本属性；（5）练习这些控件的基本成员函数的使用，比如：命令按钮： 显示一个提示框“执行了*命令”；组合框：选择了组合框中的某个值；复选框、单选框：提示选择了某些（某个）框；滚动条：设置滚动条的变化范围、滑动位置，清除选择范围等。实验要求: （1）掌握基于对话框的程序设计；（2）熟悉常用控件的使用；（3）程序格式规范，程序运行正确；（4）认真书写实验报告，如实填写各项实验内容。实验步骤: （1）启动Visual C+6.0开发环境；（2）使用AppWizard为程序生成框架，按照提示一步一步的生成。其中值得注意的是必须选中的有“Dialog Based”单选框。项目名称Chp1001。（3）添加控件：默认的Chp1001主对话框窗口中已经有两个按钮和一个文本静态控件。两个按钮分别是“确定”和“取消”，文本静态控件上显示一串字符：“TODO：在这里设置对话控制。”为了计算两个正整数的和数，必须提供两个文本框供用户分别输入两个正整数，一个按钮供用户在输入完数据后发计算命令，一个文本框来显示结果，一个按钮用来关闭程序，另外还需要一些文本静态控件显示提示信息。所以本例需要3个文本框(IDC_NUM1,IDC_NUM2, IDC_RESULT)、3个文本静态控件(caption分别是“请输入一个正整数”，“请输入另一个正整数”和“结果”)、两个按钮（“计算” IDC_CALC和“关闭”）其中“关闭”按钮只需把原先默认的“取消”按钮的caption属性改为“关闭”。注意调整对话框的大小和调整对话框上控件的位置和大小，使其美观和实用。值得特别注意的是每个控件的ID值不能一样，一般取默认值。（4）编写控件命令处理代码：选择View|ClassWizard命令，弹出MFC ClassWizard对话框。单击MFC ClassWizard对话框上的Message Maps标签，这个标签用来添加/删除消息到成员函数之间的映射。在class name下拉列表中选择CChp1001Dlg类，这时，对话框中object Ids列表框将列出Chp1001项目主对话框中所有ID值不为ID_STATIC的控件的ID和CChp1001Dlg类名；Message列表中列出的是在object IDs列表框中当前被选中的表项所能发出的消息：Member Functions列表框中列出的是已经被映射到成员函数的消息的名称和成员函数名。单击object Ids列表框中的IDC_CALC控件，将为“计算”按钮添加一个消息映射。此时，在Message列表中将出现两条可能的消息：BN_CLICKED和BN_DOUBLECLICKED。本例选择前一个选项，并单击，MFC ClassWizard对话框上的Add Function按钮将变为可用，再单击“Add Function”按钮，MFC ClassWizard就会为cchp1001Dlg类添加一个成员函数，并且自动生成一些宏调用，以便将IDC_CALC按钮所发出的BN_CLICKED消息同CChp1001Dlg类的这个新添成员函数联系起来。单击Add Function按钮或者直接在BN_CLICKED选项上双击，ClassWizard将显示Add Member Function对话框，要求程序员输入即将要加入的成员函数的函数名，一般选择默认值。单击OK按钮，一个名为OnCalc的成员函数就添加到CChp1001Dlg类中了。而且在Chp1001程序运行时，只要用户单击“计算”按钮，这个成员函数就会被调用。单击MFC ClassWizard对话框上的Member Variables标签。在Member Variables选项卡中，程序员可以把对话框中所包含的控件作为数据成员加入到对话框类中。Member Variables选项卡中的Control Ids列表框列出了Ch