最新面向对象程序设计实验指导书6个实验含参考代码 免费下载.doc

面向对象程序设计实验指导书（适用：电子信息11级）彭召意 陶立新 编写计算机与通信学院2014.93目录实验一 C+基础的应用1实验二 类和对象的应用3实验三 类的构造函数、析构函数的应用4实验四 友员和运算符重载5实验五 类的继承与派生6实验六 类的多态性与虚函数7附录：各实验的程序代码8实验一 C+基础的应用（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: C+基础的应用实验目的: （1）进一步学习VC+6.0开发环境及程序调试方法。（2）练习C+函数的定义及使用；（3）练习C+数组的定义及使用；（4）练习C+指针的定义及使用；（5）练习C+结构体的定义及使用；（6）练习多文件的程序的编译和运行方法；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: （1）熟悉Visual C+6.0编译系统的常用功能，特别是debug调试功能；（2）编程1：编写一个程序c1.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)。（3）编程2：编写一个程序c2.cpp，求： a！+ b! + c!的值。要求：使用递归函数。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；（4）编程3：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；（5）编程4：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。（6）使用debug调试功能：追踪第2个程序中函数的运行。（7）思考： 在第2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，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；（2）掌握C+函数的定义及使用，掌握函数的嵌套调用和递归调用的方法；（3）掌握C+数组、指针、结构体的定义及使用；（4）掌握多文件的程序的编译和运行方法；（5）程序格式规范，程序运行正确；（6）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，在file菜单中，新建C+源程序cpp2_1； （10）编辑C+源程序文件cpp2_1的内容；（11）编译cpp2_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；（12）在file菜单中，新建C+源程序cpp2_2； （13）编辑C+源程序文件cpp2_2的内容；（14）编译文件cpp2_2时，系统提示是否加入到此工程，选择“是”，则把文件cpp2_2加入到该工程中。（15）编译和运行此程序，并注意观察每步的结果。（16）使用调试功能：运行到光标处、单步跟踪、查看变量值。（17）使用关闭工作空间。（18）参照上述方法，完成编程3和编程4。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 类和对象的应用（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 类和对象的应用实验目的: （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：设计一个长方形类Rectangle。成员变量包括：长度和宽度，成员函数有：Area计算面积，Set设置长方形的长和宽，Get获取长方形的长和宽。最后，编写一个主程序来测试该类及成员函数。（4）编程3：设计一个汽车类Car。成员变量有：品牌，颜色，车门，车灯，行驶速度。成员函数有：打开车门、打开车灯、加速、减速等。最后，编写一个主程序来测试该类及功能。（提示：在成员函数中用输出成员函数名来表示该成员函数被调用）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。实验三 类的构造函数、析构函数的应用（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 类的构造函数、析构函数的应用实验目的: （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）练习类的静态成员的使用。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：设计一个学生类。要求：学生的属性有：学号，姓名，性别；学生的行为有：输入学生的上述属性和输出学生的上述属性。编写构造函数对学生的所有属性初始化，无参数的构造函数设置学号为1001，姓名为“张三”，性别为M（M代表男，F代表女）。（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。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，采用对象数组），输出该班的平均成绩。（5）不用对象数组，而使用静态的数据成员来实现（4）中求一个班的学生的平均成绩，学生的成绩在构造函数中输入。（提示：定义2个静态数据成员，1个是存储总成绩，1个是存储学生人数）。（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）掌握类的静态数据成员的定义和使用；（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。实验四 友员和运算符重载（实验课时：2 实验性质：设计）实验名称: 友元和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）练习友员函数的定义和使用；（4）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。（2）编写一个友元函数来读取矩阵指定所在行列的值。（3）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。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。实验五 类的继承与派生（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：编写一个学生类Student。要求： 学生的保护属性有：学号（Num），姓名（Name），性别（Sex）；学生的公用成员函数有：ReadData( )用于输入Num、Name、Sex。OutputData( )用于输出Num、Name、Sex。 然后，在学生类的基础上派生出研究生类Graduate，该类新增私有属性研究方向（ResearchD），新增公用成员函数ResearchWork( )，该函数功能为输出学号和研究方向。 编写main函数测试基类和派生类的各属性很函数的访问。修改派生类的派生方式以及基类成员的访问方式，再测试看看基类和派生类的属性访问方式有何不同。（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。实验六 类的多态性与虚函数（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（图形）。Shape类有一个公共的纯虚函数Area，用于派生类求图形的面积。（2）由Shape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。在主程序中测试这些类的PrintArea函数。（3）在类Circle基础上再派生一个圆柱体Cylinder，重载Area函数求圆柱体的体积。然后，编写主程序采用静态多态性和动态多态性分别测试Area函数。（4）在类Circle中定义一个析构函数，让它输出一行信息“This is Cicle Destruction。”，在类Cylinder中定义一个析构函数，让它输出一行信息“This is Cylinder Destruction。”。在主程序中用指向基类Circle类的指针动态生成Cylinder类对象，然后用delete语句释放该对象，测试看看运行结果如何。再修改Circle的析构函数为虚函数，测试看看运行结果如何。（5）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？ 30附录：各实验的程序代码实验1：程序代码程序1：#include using namespace std;int main()int max(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(a)+fac(b)+fac(c); couta!+b!+c!=sumendl; return 0; /cpp2_2.cpp，递归方式 int fac(int n) if ( n=1) return 1; else return ( n*fac(n-1); /cpp2_2.cpp，非递归方式 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=5,12,23,56,19,28,37,46,-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; 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; 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; 思考题：打开c2.cpp，对它进行编译时，出现提示：选择“否”，出现提示：选择“是”，则编译完成。连接时，出现错误提示：-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)出错原因：c1工程中有两个main()函数。解决方法：关闭c1的工作空间后，再打开c2.cpp。实验2：程序代码（1）定义并实现类 student#includeclass student /定义类 public: /类的公有成员 int Num; char Name10; char Sclass20; void inputs( ) cinNumNameSclass; void display( ) cout n 学号: Num” 姓名:”Name” 班级:”Sclassendl; ;void main( ) /主函数 student ss; /声明对象 ss.inputs(); /调用成员函数 ss.display( ); （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 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; 实验3：程序代码（1）3.5#include #include using namespace std;class Student 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.display(); Student stud2(10011,Zhang_fun,m); stud2.display(); return 0; （2）修改析构函数：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：在类Student中：friend void fdisplay(Student *s);在类外：void fdisplay(Student *s)cout Num=num Name=name score=scoreendl;在main函数中：Student s1;s1.readdata();fdisplay(&s1); 实验4：程序1：#include using namespace std;class Matrix /定义Matrix类 public: Matrix(); /默认构造函数 friend Matrix operator+(Matrix &,Matrix &); /重载运算符“+” void input(); /输入数据函数 void display(); /输出数据函数 private: int mat23; ; Matrix:Matrix() /定义构造函数for(int i=0;i2;i+) for(int j=0;j3;j+) matij=0; Matrix operator+(Matrix &a,Matrix &b) /定义重载运算符“+”函数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() /定义输入数据函数coutinput value of matrix:endl; for(int i=0;i2;i+) for(int j=0;jmatij; void Matrix:display() /定义输出数据函数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; /用重载运算符“+”实现两个矩阵相加 coutendlMatrix c = Matrix a + Matrix b :endl; c.display(); return 0; 另外的参考矩阵类：定义一个矩阵类Matrix/首先定义了矩阵类的最大行数和列数#include using namespace std;#define MaxRow 100#define MaxColumn 100class Matrix /定义Matrix类public: Matrix() Row = 2;Column = 2; /默认构造函数Matrix(int r,int c) /带参数的构造函数 int i,j; if (rMaxRow) Row = MaxRow; else Row = r; if (cMaxColumn) Column = MaxColumn; else Column = c; for(i=0;iRow;i+) for (j=0;jColumn;j+) MatValij = 0; ; private: int MatValMaxRowMaxColumn; /矩阵值 int Row;/行数 int Column; /列数 ; /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); int 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 public: 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,stud.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.display(); return 0; 实验5：程序代码（1）例5.3#include #include using namespace std;class Student /声明基类public: /基类公用成员 void display( ); protected : /基类保护成员 int num; string name; char sex; void Student:display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; class Student1: protected Student /用protected继承方式声明一个派生类public: void display1( ); private: int age; string addr; void Student1:display1( ) coutnum: numendl; /引用基类的保护成员，合法 coutname: nameendl; /引用基类的保护成员，合法 coutsex: sexendl; /引用基类的保护成员，合法 coutage: ageendl; /引用派生类的私有成员，合法 coutaddress: addrendl; /引用派生类的私有成员，合法 ; int main( ) Student1 stud1; /stud2是派生类student2的对象 stud1.display1( ); /display是派生类中的公用成员函数 stud1.num = 10023； / 该语句错误，应该删除。 return 0; 增加的成员函数ReadData()：（1）声明语句为：void ReadData();（2）定义该函数的语句为：void Student:ReadData() coutnumnamesex; coutendl; （2）增加的Teacher类：class Teacher /声明基类 protected : /基类保护成员 string name;char sex;string title;double wages; （3）派生类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