面向对象程序设计之课程设计指导书.doc

面向对象程序设计课程设计指导书江苏师范大学计算机科学与技术学院2012年05月一、课程设计目的(1) 要求学生达到熟练掌握C+语言的基本知识和技能； (2) 基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法； (3) 能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题。二、课程设计要求(1) 要求利用面向对象的方法以及C+的编程思想来完成系统的设计； (2) 要求在设计的过程中，建立清晰的类层次； (3) 在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制；(4) 有友好的交互式界面(5) 要有合适的注释；(6) 完成系统总结报告以及系统使用说明书。（统一使用A4白纸）三、课程设计题目3.1 文章加密系统要求设计一个程序，能够实现录入一篇英文文章（少于30000字符）、对英文文章加密、解密、统计字数和句子数、显示原文、对文章进行保存等功能。3.2 高校工资管理系统某高校有五类职工：教师、实验员、行政人员、教师兼职实验员，行政人员兼职教师。为了实现工资发放的自动功能，现要求编写程序来自动完成此功能。同时注意生成的相关数据结果以文件方式存放在硬盘中。程序应具备从键盘录入、文件的可继续录入、任意职工的工资查询（可由职工编号和职工姓名来实现），如若有职工由于工作调动，则可进行相对应的删除动作。相关信息： 每一学期将学校职工的本学期任职情况及上学期工作的相关情况输入计算机，则本学期职工的月工资按程序处理后的结果发放，其中职工的工资计算方法如下：其中工资的基本构成如下： 教师： 基本工资+课时费； 实验员： 基本工资+实验室补助； 行政人员： 基本工资+行政补贴； 教师兼职实验员： 基本工资+课时费+实验室补助； 行政人员兼职教师：基本工资+行政补贴+课时费；(其中：1.课时费：教师每一学期的基本工作量为120，实验员每学期基本工作量为70，行政人员没有基本工作量，每节课时费为20元；课时费=(上学期工作量-基本工作量)*20； 注意：如果上学期基本工作量没完成，则其(上学期工作量-基本工作量)*20为负值。 2.基本工资：教师800元，实验员650元，行政人员750元。 3.行政补贴：250元。 4.实验室补助：150元。3.3 高校人事管理系统某高校主要人员有：在职人员（行政人员、教师、一般员工）、退休人员、返聘人员和临时工。现在，需要存储这些人员的人事档案信息：编号、姓名、性别、年龄、职务、职称、政治面貌、最高学历、任职时间、来院时间。要求： 1) 添加删除功能：能根据学院人事的变动情况，添加删除记录；2) 查询功能：能根据编号和姓名进行查询；3) 编辑功能（高级）：根据查询对相应的记录进行修改，并存储；4) 统计功能：能根据多种参数进行人员的统计（在职人数、党员人数、女工人数、高学历高职称人数）；5) 保存功能：能对输入的数据进行相应的存储，要求重载插入和提取符以完成数据的保存和打开。6) 人员编号在生成人员信息时同时生成，每输入一个人员信息编号顺序加1。 3.4 人员信息资料管理具体设计要求求实现如下功能： （1）建立人员信息数据，包括编号、姓名、性别、出生时间、岗位（部门）、参加工作时间和年龄（必须通过计算得到）等等其他信息； （2）根据人员信息表，建立只含有姓名和年龄的信息简表（可选功能）； （3）使用继承的方法构造3个类，（即人员类虚基类，教师类和学生类派生类）使用相应的对象放置10个人员信息； （4）编写同名display()成员函数，用来输出数组的内容； （5）按不同类别输出人员信息，比如按系输出教师信息（可选功能）； （6）要求对“”运算符进行重载。考虑到输入人员编号时，也会因不小心引入空格，而且名字中也需要有空格，所以重载“运算符时，需要满足这个要求； （7）抽取并计算人员的平均年龄； （8）检索（查找）指定信息（如按姓名检索、按年龄检索）； （9）显示年龄分布的图形； 参考系统界面如下： 1-增加一位人员（教师、学生）记录 2-显示全部人员记录 3-计算人员平均年龄 4-删除一个人员记录 5-按岗位（部门）输出人员信息（可选） 6-按姓名检索所有信息 7-结束程序运行 3.5 水电煤气管理信息系统设计一个水电煤气管理信息系统，能够对高校的水电煤气费用进行管理，包括了登记费用，查询费用，以及住户信息管理系统等。在设计时要考虑到学生和教工在用水电时的不同，学生可以免费使用一定额度地水电，超过这个额度以后必须自费使用，且自费部分水电费地价格要高于教工地收费标准。基本要求：实现对用户信息地录入实现水电煤气数据地录入计算并查询用户应缴纳费用查询未缴纳费用名单测试数据:可选用小区物业管理部门地数据，也可以采用手工输入不少于10个用户信息的数据。实现提示1、用户基本信息类，教工用户信息类，学生用户信息类2、收费标准类，该类存储水电煤气标准单位的收费标准，如：煤气1.0元每立方米；3、不同类型人员水、电、煤气信息类，这些类可以包括水表，电表，煤气表ID，抄表时间，上次抄表时间，本次抄表时间，上次抄表度数，本次抄表度数，本次使用度数，费用，是否缴费标记等信息。4、在实现的时候考虑继承和多态技术的合理使用。选做内容实现用户查询系统能够找出该用户半年之内的交费记录和本次应交费的数据。3.6职工信息管理系统设计职工信息包括职工号、姓名、性别、年龄、学历、工资、住址、电话等（职工号不重复）。试设计一职工信息管理系统，使之能提供以下功能：系统以菜单方式工作职工信息录入功能(职工信息用文件保存)职工信息浏览功能 输出查询和排序功能：(至少一种查询方式) .按工资查询.按学历查询等职工信息删除、修改功能(任选项)3.7 图书信息管理系统设计图书信息包括：登录号、书名、作者名、分类号、出版单位、出版时间、价格等。试设计一图书信息管理系统，使之能提供以下功能：系统以菜单方式工作v图书信息录入功能(图书信息用文件保存)输入v图书信息浏览功能输出v查询和排序功能：(至少一种查询方式)算法v.按书名查询.按作者名查询图书信息的删除与修改(可选项)v3.8简易ATM机系统设计银行ATM机的使用已经普及，人们都已习惯利用自动柜员机来提取现金、查询存款、电子转账、修改密码等等。请设计一个简易的ATM机系统，提供以下几个功能：1：取款 提供客户提取现金的功能2：转账 提供客户在同一银行内的转账功能3：查询余额 查询客户文件中的存款余额4：查询交易情况 查询交易文件中的交易记录5：修改密码 能够修改用户的密码3.9学生选修课程系统设计假定有n门课程，每门课程有课程编号，课程名称，课程性质，总学时，授课学时，实验或上机学时，学分，开课学期等信息，学生可按要求（如总学分不得少于60）自由选课。试设计一选修课程系统，使之能提供以下功能：系统以菜单方式工作课程信息录入功能(课程信息用文件保存)课程信息浏览功能输出查询功能：(至少一种查询方式)按学分查询按课程性质查询学生选修课程(可选项)3.10销售管理系统 某公司有四个销售员（编号：1-4），负责销售五种产品（编号：1-5）。每个销售员都将当天出售的每种产品各写一张便条交上来。每张便条包含内容： 1）销售员的代号 2）产品的代号 3）这种产品的当天的销售额 每位销售员每天可能上缴0-5张便条。假设，收集到了上个月的所有便条，编写一个处理系统，读取上个月的销售情况（自己设定），进行如下处理。1）计算上个月每个人每种产品的销售额。 2）按销售额对销售员进行排序，输出排序结果（销售员代号）3）统计每种产品的总销售额，对这些产品按从高到底的顺序，输出排序结果（需输出产品的代号和销售额） 4）输出统计报表3.11一元多项式简单的计算器主要功能：(1)输入并建立多项式；(2)输出多项式；(3)两个多项式相加，建立并输出和多项式；(4)两个多项式相减，建立并输出差多项式。(5)算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法实现提示：可选择带头结点的单向循环链表或单链表存储多项式，头结点可存放多项式的参数，如项数等。3.12图书管理系统主要功能：1. 新进图书基本信息的输入。2. 图书基本信息的查询。3. 对撤消图书信息的删除。4. 为借书人办理注册。5办理借书手续（非注册会员不能借书）。6办理还书手续信息描述：有关该系统基本信息的描述，如：图书名称、图书编号、单价、作者、存在状态、借书人姓名、性别、学号等3.13简单的车位管理程序随着家庭购买汽车的增加，停车场车位紧张的问题越来越突出。请根据题目要求完成简单的车位管理程序。 1停车场有若干停车位（为说明问题，假定为3个），每个位置可以存放不同种类的的汽车，包括卡车Truck，客车Carriage和小轿车Car，但同一时刻一个位置只能存放0或1辆汽车。 2管理系统模拟实际车辆停车的情况：新来车辆时如果有空位，按顺序为该车分配停车位； 车辆开走时，交纳相应停车费；统计各类车辆的数量。 3定义描述停车场的类Park，其中有3个位置用于存放各类车辆。 4定义基类Automobile，至少包括纯虚函数Pay用于显示车辆信息并交纳相应停车费。 5定义派生类Truck,Carriage和Car，这些车辆除了拥有车牌号（字符串）、车辆已使用年数（整数）之外， Truck还拥有载重量（浮点数，单位吨）属性，Carriage还拥有乘坐人数（整数，单位人）属性，Car还拥有排气量（浮点数，单位L）属性。具体实现上述纯虚函数Pay，显示每类车辆的相应信息，并给出计价提示，其中Truck收费2元/小时，Carriage收费1.5元/小时，Car收费1元/小时。 6重载输入“”操作符，使得可以通过cin直接读入每类车辆的相应信息。 7编写main函数，测试上述所要求的各种功能，即根据菜单命令为新来车辆分配停车位、开走车辆（输入车位编号）时付费、显示停车场中各类车辆的数量。 3.14一个简单的超市商品管理系统超市有三个货架，分别放着日常用品、食品和家电。本题要求完成： (1) 实现描述超市的类Supermarket，其中定义了增加商品的函数Add（可以增加新的商品，也可以增加已有商品的数量），按照商品名称卖出商品的函数Sale（如果商品现有数量少于卖出数量，则不能继续卖出商品，并给出提示信息），按照商品类别查询商品情况的函数Search，并显示查询结果（每类商品中有哪些商品，每种商品的名称和现有数量）。(2) 定义商品类Goods，包含属性名称、和商品现有数量，以及纯虚函数ShowMe。 (3) 从基类Goods中派生日常用品类DailyGoods、食品类Food和家电类ElectricalAppliance，其中食品类商品拥有保质期属性，家电类商品拥有颜色属性，具体实现上述纯虚函数ShowMe，显示商品的名称、现有数量和食品类商品的保质期，以及家电类商品的颜色。 (4) 重载输入“”操作符，使得可以通过cin直接读入上述日常用品类、食品类和家电类的对象值。 (5) 编写main函数，测试上述所要求的各种功能，即可以根据菜单命令增加、卖出和查询各类商品，其中的商品可以是日常用品、食品和家用电器。 提示： 虚拟基类Goods的定义至少包括以下纯虚函数ShowMe， class Goods / public: virtual void ShowMe () = 0; / ;3.15简易的电子计算机专业英语字典编写一个电子计算机专业英语字典，要求能够建立单词库来存储我们需要的计算机专业的英语单词，每个单词有音标、词性、意思等；要求能对实现单词进行英汉、汉英查找；考虑到会遇到新的单词，该系统还应该能向单词库中添加新的记录等。四、课程设计的考核运行正确 40分功能完整 30分界面友好 10分有创新 10分课程设计报告 10分五、附录：课程设计报告模板课程设计报告课程：面向对象程序设计学号： XX 姓名： XXX 班级： XXX 教师： XXX 江苏师范大学计算机科学与技术学院课程设计名称：小型特殊计算器1.设计内容：实现一个特殊的计算器，可以实现复数、有理数、矩阵和集合的特殊计算。程序可以实现复数、有理数的加、减、乘、除，可以实现矩阵的加法、减法和乘法运算，也可以实现集合的求交集、并集、子集的运算。2.设计目的与要求：2.1设计目的达到熟练掌握C+语言的基本知识和技能； 基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法； 能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题。2.2设计要求要求利用面向对象的方法以及C+的编程思想来完成系统的设计； 要求在设计的过程中，建立清晰的类层次； 在系统的设计中，至少要用到面向对象的一种机制。3.系统分析与设计3.1主要知识点运算符重载增加了C+语言的可扩充性。运算符的重载实际上就是一种函数调用的形式，可以用成员函数重载运算符，就是将运算符重载定义为一个类的成员函数的形式；也可以用友元函数重载。用友元重载运算符的友元函数是独立于类以外的一般函数。3.2关键技术程序中每一种数据类型用一个类来实现，共设计了4个类。复数类complex，矩阵类matrix，有理数类rational以及集合类set。每一种类都定义了相应的运算符重载函数。具体定义如下所示：（1）类complex类complex中，成员变量image表示虚部，real表示实部。成员函数print()用来显示数据。运算符重载函数都是用友元函数来实现的。分别重载+、-、*、/运算符。（2）类matrix类matrix中，成员变量elems用来存放矩阵的所有元素，rows表示矩阵的行，cols表示矩阵的列。成员函数SetElems()用来给矩阵中的每一个元素赋值，Disp()用来显示矩阵中的所有元素。其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（3）类rational类rational中，有两个成员变量：denominator用来表示有理数的分母，numerator表示有理数的分子。有理数成员函数print()用来显示有理数，optimization()用来优化有理数函数。友元函数real()用来将有理数转换为实数，其它友元函数分别重载+、-、*、/运算符。（4）类set类set中，有两个成员变量：elems用来存储集合中的元素，card表示集合中元素的个数。成员函数print()用来输出集合中的元素，additem()用来给集合增加元素。友元函数分别重载了&、=、!=、+、*、=运算符。程序中的运算符重载函数都用友元函数来实现。 类complex的友元函数复数的表达形式为a+bi，对复数进行运算符重载不像对一般书进行运算那样简单，它的运输方法如下：加法：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i减法：(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i乘法：(a+bi)*(c-di)=(ac-bd)+(ad+bc)i除法：(a+bi)/(c+di)=(a+bi)*(c-di)/(c2+d2)重载函数将以上算法用在了函数中。 类matrix的友元函数矩阵类的赋值，实质上是给二维数组赋值；矩阵相加减就是两个行数列数相同的二维数组相加减；二维数组相乘，其实就是两个二维数组，其中一个的行数等于另一个的列数，按矩阵相乘的法则进行计算。 类rational的友元函数对有理数类进行的操作有下面几种：有理数相加：当两个有理数a/b和c/d相加时，可得到这样的算式：a/b+c/d=(a*d+b*c)/(b*d)有理数相减：当两个有理数a/b和c/d相减时，得到的结果是：分子：a*d-b*c分母：b*d有理数相乘：当两个有理数a/b和c/d相乘时，得到的结果是：分子：a*c分母：b*d有理数相除：当两个有理数a/b和c/d相除时，得到的结果是：分子：a*d分母：b*c每次得到结果时，都需要对有理数进行优化。 类set的友元函数集合类的运算符重载操作主要有以下几种：判定某一元素是否属于集合：此操作用重载运算符函数&实现，返回值只有两种情况true或者false，取bool类型。判断两个集合是否相等：判定两个集合是否相等，需要看两个集合中所包含的元素是否相同，并且不管顺序如何。用重载运算符=来实现。判断两个集合是否不等：是相等操作的取反，用!=来实现两个集合的交集：即求出两个集合中的公共元素，用运算符*实现。两个个集合的并集：即两个集合相合并，合并以后去掉重复的元素，用运算符+来实现。判定一个集合是否是另一个集合的子集：用运算符=来实现判定一个集合是否是另一个集合的纯子集：用运算符实现3.3基本功能要求（1）功能选择可以用菜单来实现例如：请选择您的计算内容：1. 复数计算2. 有理数计算3. 矩阵计算4. 集合计算0. 退出用户通过输入不同的数字进入不同的菜单。次级菜单主要显示本程序的功能，主要的功能有加法、减法、乘法和除法以及集合的求交集、求并集、求子集。（2）运行时给出明确的提示信息。比如，输入一个什么类型的数据。根据用户的输入计算输出结果。由于数据类型比较多，可以一次输入第一个复数的实部，第一个复数的虚部，再输入第二个复数的实部、虚部。矩阵运算需要先输入矩阵的行数和列数，然后依次输出矩阵的第一行第一列的元素、第一行第二列的元素等等，依次类推。有理数运算需要一次输入有理数的分子、分母。集合运算需要输入集合的元素个数，然后依次输入集合中的每一个元素。4.系统总体设计(确定程序功能模块)本程序的功能结构如1所示：图1程序功能结构图5.源程序代码/*/ complex.h: interface for the complex class.#includeclass complex public:void print();complex();complex(float r,float i)real= r;image= i;virtual complex();friend complex operator + (complex a,complex b);friend complex operator - (complex a,complex b);friend complex operator * (complex a,complex b);friend complex operator / (complex a,complex b);private:float image;float real;/*/ rational.h: interface for the rational class.class rational public:void print();/输出函数rational(int x=0,int y=0);virtual rational();friend rational operator + (rational num1,rational num2);/重载运算符+friend rational operator - (rational num1,rational num2);/重载运算符-friend rational operator * (rational num1,rational num2);/重载运算符*friend rational operator / (rational num1,rational num2);/重载运算符/friend bool operator =(rational num1,rational num2); /重载运算符=friend double real(rational x);/声明转换函数private:void optimization();/优化有理数函数int denominator;/分母int numerator; /分子;/*/ matrix.h: interface for the matrix class.class matrix public:void Disp(); /显示矩阵所有元素int matrix:operator ()(short row, short col);/重载运算符成员函数()void SetElem(short row,short col,int val);/将元素(row,col)设置为valmatrix();matrix(short r,short c)rows= r;cols= c;elems= new introws*cols;virtual matrix();friend matrix operator +(matrix p,matrix q); /重载运算符friend matrix operator -(matrix p,matrix q); /重载运算符friend matrix operator *(matrix p,matrix q); /重载运算符private:int * elems; /存放矩阵的所有元素short cols;/矩阵的列short rows;/矩阵的行;/*/ set.h: interface for the set class.#include /enum bool false,true;enum errcode noerr,overflow;/定义集合类 class set public:void print();/显示输出集合元素set()card=0;virtual set();errcode additem(int); /增加集合元素friend bool operator &(int,set);/声明重载运算符&，判断某一整数是否属于某一集合friend bool operator =(set,set);/声明重载运算符=,判断两个集合是否相等friend bool operator !=(set,set);/声明重载运算符!=，判断两个集合是否不等friend set operator *(set,set);/声明重载运算符*，求两个集合的交friend set operator +(set,set);/声明重载运算符+,求两个集合的并friend bool operator (set,set);/声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的纯子集friend bool operator =(set,set);/声明重载运算符,判断某一集合是否为另一集合的子集private:int elems16;int card;/*/ complex.cpp: implementation of the complex class.#include #include complex.hcomplex:complex()complex:complex()/*/*函数名称：print功能描述：显示复数修改记录：*/void complex:print()cout0)cout+;if(image!=0)coutimagein;/*/*函数名称：operator +功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator + (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real +b.real ;temp.image= a.image +b.image ;return temp;/*/*函数名称：operator 功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator - (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real -b.real ;temp.image= a.image -b.image ;return temp;/*/*函数名称：operator *功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator * (complex a,complex b)complex temp;temp.real= a.real *b.real -a.image *b.image ;temp.image =a.real *b.image +a.image *b.real ;return temp;/*/*函数名称：operator /功能描述：显示复数修改记录：*/complex operator / (complex a,complex b)complex temp;float tt;tt=1/(b.real *b.real +b.image *b.image );temp.real =(a.real *b.real +a.image *b.image )*tt;temp.image =(b.real *a.image -a.real *b.image )*tt;return temp;/*/ rational.cpp: implementation of the rational class.#include #include #include rational.hrational:rational(int x,int y)numerator= x;denominator= y;optimization();/有理数优化rational:rational()/*/*函数名称：optimization功能描述：定义有理数优化函数修改记录：*/void rational:optimization()int gcd;if(numerator=0)/如果分子为零，则分母为1后返回denominator= 1;return;/取分子分母中较小的数作为公约数极限gcd= (abs(numerator)abs(denominator)?abs(numerator):abs(denominator);if(gcd=0)return;/若为0，则返回for(int i= gcd;i1;i-)/用循环找最大公约数if(numerator%i=0)& (denominator%i=0)break;numerator/=i;/i为最大公约数，将分子分母整除它，重新赋值denominator/=i;/若分子分母均为负数，则结果为正if(numerator0 & denominator0)numerator= -numerator;denominator= -denominator;/若分子分母只有一个为负数，则调整为分子取负，分母取正else if(numerator0 | denominator0)numerator= -abs(numerator);denominator=abs(denominator);/*/*函数名称：print功能描述：显示复数修改记录：*/void rational:print()coutnumerator;if(numerator!=0 & denominator!=1)cout/denominatorn;elsecoutn;/*/*函数名称： operator +功能描述：重载运算符+修改记录：*/rational operator + (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator +num1.denominator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator - 功能描述：重载运算符-修改记录：*/rational operator - (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator -num1.denominator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator *功能描述：重载运算符*修改记录：*/rational operator * (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.denominator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.numerator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator /功能描述：重载运算符/修改记录：*/rational operator / (rational num1,rational num2)rational temp;temp.denominator =num1.denominator *num2.numerator ;temp.numerator = num1.numerator *num2.denominator ;temp.optimization ();return temp;/*/*函数名称：operator =功能描述：重载运算符=修改记录：*/bool operator =(rational num1,rational num2)if(num1.numerator =num2.numerator & num1.denominator =num2.denominator )return true;elsereturn false;/*/*函数名称：print功能描述：声明转换函数,将有理数对象转换为实数修改记录：*/double real(rational x)return(double(x.numerator )/(double(x.denominator );/*/ matrix.cpp: implementation of the matrix class.#include #include #include matrix.hmatrix:matrix()matrix:matrix()/*/*函数名称： matrix:operator ()(short row, short col)功能描述： 重载运算符成员函数修改记录：*/int matrix:operator ()(short row, short col)if(row=1 & row=1 & col=1 & row=1 & col=cols)elems(row-1)*cols+(col-1)= val;/*/*函数名称： matrix:Disp()功能描述： 显示矩阵元素修改记录：*/void matrix:Disp()for(int row=1;row=rows;row+)for(int col=1;col=cols;col+)coutsetw(2)(*this)(row,col) ;coutendl;/*/*函数名称： operator +(matrix p,matrix q)功能描述： 重载运算符修改记录：*/matrix operator +(matrix p,matrix q)matrix m(p.rows,p.cols);if(p.rows!=q.rows | p.cols!=q.cols)return m;for(