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第8章 静态成员和友元实训静态成员和友元的提出方便了程序的编写，可以满足一些特殊的要求，例如允许函数直接读写其他对象的私有数据成员。本章的学习目的是通过做习题和上机实验，学会怎样定义和使用静态成员和友元。8.1 典型习题解答【例8.1】 简述静态数据成员和普通数据成员的区别？【解答】类的普通数据成员相当于一个局部变量，只可以被该类的对象访问，而类的静态数据成员相当于一个全局变量，可以被任何实体访问；类中声明静态数据成员时并不能自动初始化这个变量，必须在类定义之外来初始化静态数据成员，而类声明普通数据成员时，可以由构造函数初始化这个变量。【例8.2】 写出静态成员的定义格式。【解答】将一个类的数据成员定义为静态的格式为：static 将一个类的成员函数定义为静态的格式为：static （）【例8.3】 定义一个工资类GZ，类包含一个保护数据成员money表示工资，一个静态数据成员sds表示个人所得税占工资的比率，一个静态成员函数modSDS更改sds。【解答】class GZ public: static void modSDS(float newSDS);static float sds;GZ(float m);virtual GZ();protected: float money;【例8.4】生成一个GZ类表示工资。用静态数据成员包含每个职工的sds（个人所得税占工资的比率）。类的每个成员包含一个私有数据成员money，表示当月工资。提供一个calSDS成员函数，计算个人应交所得税，并从money中扣除。提供一个static成员函数modSDS，将sds设置为新值。实例化两个不同的GZ对象people1和people2，工资分别为1200.0和1500.0。将sds设置为1，计算两人实际应发的工资数并打印新的结果。然后将sds设置为2，再次计算两人实际应发的工资数并打印新的结果。【解答】首先定义GZ类,class GZ public: static void modSDS(float newSDS); void calSDS();static float sds;GZ(float m);protected: float money;其次，要定义类GZ的成员函数，在这里注意要将静态数据成员的定义放在类定义之外。 GZ:GZ(float m) money = m;void GZ:calSDS() /计算并显示扣除个人所得税后的实际工资float mySDS = money * sds;coutmoney - mySDSendl;void GZ:modSDS(float newSDS) /将静态数据成员sds更改为新值sds = newSDS;/初始化静态变量float GZ:sds = 0;按照给定的数据实例化两个对象，计算并显示其实际工资：void main() GZ people1(1200), people2(1500); /实例化两个对象GZ:modSDS(0.01); /将个人所得税占工资的比率设为1cout个人所得税占工资的比率设为1时：endl;coutpeople1 的工资为：￥;people1.calSDS();coutpeople2 的工资为：￥;people2.calSDS();GZ:modSDS(0.02); /将个人所得税占工资的比率设为2cout个人所得税占工资的比率设为2时：endl;coutpeople1 的工资为：￥;people1.calSDS();coutpeople2 的工资为：￥;people2.calSDS();程序执行结果如下：个人所得税占工资的比率设为1时：people1 的工资为：￥1188people2 的工资为：￥1485个人所得税占工资的比率设为2时：people1 的工资为：￥1176people2 的工资为：￥1470【例8.5】简述类的友元函数与成员函数的区别，并写出友元函数的声明格式。【解答】一个类的友元函数是定义在类外部的一个函数，它不是类的成员函数，但是却可以象类的成员函数一样访问类的私有成员变量，在类的内部要有它的声明，声明的格式为：friend （）【例8.6】生成一个JX类表示矩形，矩形的长和宽作为其两个数据成员。编写一个求矩形面积的函数area()，并将它声明为JX的一个友元函数。实例化一个对象jx1, 长和宽分别为3和4。利用area()求出该矩形的面积。【解答】首先定义JX类,并将area()定义为其友元函数，class JX double a,b;public:JX(double x, double y)a = x;b = y;friend double area(JX &jx);定义函数area(),double area(JX &jx)return jx.a * jx.b;按照要求实例化一个对象，计算其友元函数area()计算矩形的面积，void main( )/实例化JX类的一个对象JX jx1(3, 4);cout长为3，宽为4的矩形，其面积为：area(jx1)endl;程序的执行结果如下：长为3，宽为4的矩形，其面积为：12【例8.7】什么是友元类？友元类的声明格式是什么？【解答】 如果一个类 A 是类 B 的友元类，那么类 A 的所有成员函数都是类 B 的友元函数。类A要在类B中声明，声明的格式为：friend class 【例8.8】生成一个名为TO的类，编写一个求两数之积的函数ji()，一个求两数平均值的函数junzhi()。将TO类声明为矩形类JX的友元类。实例化JX类的一个对象jx2，其长和宽为4、6。利用TO类的成员函数求出这个矩形的面积，长和宽的平均值。【解答】定义TO类和JX类，并将TO类声明为JX类的友元类，class JX double a,b;public:JX(double x, double y)a = x;b = y;friend class TO; /将类TO 声明为其友元类;class TO public:double junzhi(JX &jx);double ji(JX &jx);定义类TO的成员函数。double TO:ji(JX &jx)return jx.a * jx.b ;double TO:junzhi(JX &jx)return (jx.a + jx.b)/2;按要求实例化JX类的一个对象，利用TO类的成员函数求出这个矩形的面积，长和宽的平均值。void main()JX jx(4,6);TO to=TO();cout长为4，宽为6的矩形的面积为：to.ji(jx)endl;cout该矩形长与宽的平均值为：to.junzhi(jx)endl;程序的执行结果如下：长为4，宽为6的矩形的面积为：24该矩形长与宽的平均值为：5【例8.9】 运算符重载有哪些规则？【解答】运算符重载有以下一些规则：被重载的运算符一定不能是下面这些运算符中的一个：“.” 类成员运算符“*” 指针运算符“：” 类作用域运算符“？：” 条件运算符(1) 运算符被重载后，不能改变优先级和结合性，也不能改变语法结构，即不能将单目运算符重载为双目运算符。(2) 被重载的运算符必须是系统预先已经定义好的运算符，即不能自己定义新的运算符。(3) 被重载的运算符虽然可以用来做任何事情，但是最好还是应使其新的功能与系统预先定义的功能相似，以便使人容易理解。【例8.10】生成一个表示复数的类FS。复数的实部a和虚部b作为其数据成员。提供成员函数disp()显示复数，重载“”，“”为FS类的成员函数，用来计算两个复数的和与差。【解答】定义复数类FS。class FS double xb,sb;public:FS operator - (FS &);FS operator + (FS &);void disp();FS(double, double);FS(FS &);定义成员函数，并重载运算符“”和“”。FS:FS(double a, double b)sb = a;xb = b;FS:FS(FS &f)sb = f.sb;xb = f.xb;void FS:disp()cout(= 0)cout+;coutxb*i);FS FS:operator +(FS &f) /重载运算符“”FS g = *this;g.sb += f.sb;g.xb += f.xb;return g;FS FS:operator -(FS &f) /重载运算符“”FS g = *this;g.sb -= f.sb;g.xb -= f.xb;return g;实例化两个对象，并利用所重载的运算符对其进行运算。void main()FS one(2,3), two(4,5);FS three = one + two;one.disp();cout + ;two.disp();cout = ;three.disp();coutendl;FS four = two - one;two.disp();cout - ;one.disp();cout = ;four.disp();coutendl;程序的执行结果如下：(2+3i) + (4+5i) = (6+8i)(4+5i) - (2+3i) = (2+2i)【例8.11】生成时间类Time，类的每个成员包含private 数据成员h、m、s，分别表示当前时刻的小时、分钟和秒，重载“+”、“-”为Time类的成员函数，分别表示将当前时刻推后和提前一个小时。时间的表示采用24小时制；生成日期类Date，类的每个成员包含private 数据成员ye、mo、da，分别表示年、月和日；定义disp()为类Time和类Date的友元函数，用来显示日期和时间。【解答】首先声明时间类Time，包含3个私有的数据成员h、m和s分别表示当前时刻的小时、分钟和秒，包含两个成员函数“+”和“-”；再声明日期类Date，包含3个私有的数据成员ye、mo和da分别表示当前日期的年、月和日。并定义disp()为它们的友元函数。class Date;/先声名Date的存在，在Time类中才能使用class Timeprotected:int s;int m;int h;public:Time(int x, int y, int z);Time operator +();Time operator -();friend void disp(Date& d, Time& t);/使用的Date和Time都已经声名;class Dateprotected:int da;int mo;int ye;public:Date(int x, int y, int z);friend void disp(Date& d, Time& t);声明类Time和Date的成员函数，对类Time重载运算符“+”和“-”，并声明类Time和类Date的友元函数disp()用来显示当前的日期和时间。Time Time:operator +() /重载运算符“+”Time tm = *this;tm.h += 1;tm.h %=24;return tm;Time Time:operator -() /重载运算符“”Time tm = *this;tm.h -= 1;if (tm.h = -1)tm.h = 23;return tm;Time:Time(int x, int y, int z)h = x;m = y;s = z;Date:Date(int x, int y, int z)ye = x;mo = y;da = z;void disp(Date& dt, Time& tm) /显示当前的日期coutdt.mo/dt.da/dt.ye;cout ; /显示当前的时间couttm.h:tm.m:tm.s;实例化类Time和类Date的各一个对象，调用disp()显示当前的日期和时间，void main()Date d1(2002,7,10);Time t1(9,12,35); coutendl现在的时间是 ;disp(d1,t1);Time t2 = +t1;coutendl 100000)SDS = (x-100000)*SDS9;x=100000;if (x 80000)SDS += (x-80000)*SDS8;x=80000;if (x 60000)SDS += (x-60000)*SDS7;x=60000;if (x 40000)SDS += (x-40000)*SDS6;x=40000;if (x 20000)SDS += (x-20000)*SDS5;x=20000;if (x 5000)SDS += (x-5000)*SDS4;x=5000;if (x 2000)SDS += (x-2000)*SDS3;x=2000;if (x 500)SDS += (x-500)*SDS2;x=500;SDS += x*SDS1;cout 此人的工资数为：moneyendl;cout 个人所得税为：SDSendl;money -= SDS; /从工资中扣除个人所得税cout 实际应发的工资为：money 100000)/多于100000元部分的税率是SDS9SDS = (x-100000)*SDS9;x=100000;if (x 80000) /小于100000元大于80000元部分的税率是SDS8SDS += (x-80000)*SDS8;x=80000;if (x 60000) /小于80000元大于60000元部分的税率是SDS7SDS += (x-60000)*SDS7;x=60000;if (x 40000) /小于60000元大于40000元部分的税率是SDS6SDS += (x-40000)*SDS6;x=40000;if (x 20000) /小于40000元大于20000元部分的税率是SDS5SDS += (x-20000)*SDS5;x=20000;if (x 5000) /小于20000元大于5000元部分的税率是SDS4SDS += (x-5000)*SDS4;x=5000;if (x 2000) /小于5000元大于2000元部分的税率是SDS3SDS += (x-2000)*SDS3;x=2000;if (x 500) /小于2000元大于500元部分的税率是SDS2SDS += (x-500)*SDS2;x=500;SDS += x*SDS1; /小于500元部分的税率是SDS1计算出的总纳税额是SDS。8.3运算符重载实训8.3.1 实训题目和要求生成一个表示复数的类FS。复数的实部sb和虚部xb作为其数据成员。提供成员函数disp()显示复数，重载“”，“”，“*”，“/”为FS类的成员函数，用来计算两个复数的和、差、积、商。利用重载的运算符计算下列各式：（8+3i）+ (7-4i);(9+3i) (4+2i);(4+6i) *(2+3i);(7+4i) / (2+1i)。实训要求： 重载运算符“”。 重载运算符“”。 重载运算符“*”。 重载运算符“/”。 实例化FS类的8个对象，并利用重载的运算符对其进行计算。8.3.2 实训参考步骤首先声明复数类FS。class FS protected:double xb;double sb;public:FS operator * (FS &);FS operator / (FS &);FS operator - (FS &);FS operator + (FS &);void disp();FS(double a=0, double b=0);FS(FS &);定义成员函数，并重载运算符“”、“”、“*”和“/”。FS:FS(double a, double b)sb = a;xb = b;FS:FS(FS &f)sb = f.sb;xb = f.xb;void FS:disp()cout(= 0)cout+;coutxb*i);FS FS:operator +(FS &f) /重载运算符“”FS g = *this;g.sb += f.sb;g.xb += f.xb;return g;FS FS:operator -(FS &f) /重载运算符“”FS g = *this;g.sb -= f.sb;g.xb -= f.xb;return g;FS FS:operator *(FS &f) /重载运算符“*”FS g = *this;FS h;h.sb = g.s