C++面向对象程序设计双语教程（第3版）-参考答案 刘嘉敏 【ch06】Iaheritance

Chapter6Inberitance1.Answerthefollowingquestions.(1)Ifabaseclasshasaconstructorwithparametersbutnodefaultvalues,thenderivedclassneedn'thaveaconstructorwithargumentsexplicitly.Trueorfalse.Iffalse,pleasegivereasons.(2)Ifabaseclassandaderivedclassbothincludeamemberfunctionwiththesamename,whichmemberfunctionwillbecalledbyanobjectofthederivedclass,assumingthescoperesolutionoperatorisnotused.(3)AssumeaDervclassthatisprivatelyderivedfromclassBase.AnobjectofclassDervlocatedinthemainfunctioncanaccessa.publicmembersofDerv.b.protectedmembersofDerv.c.privatemembersofDerv.d.publicmembersofBase.e.protectedmembersofBase.f.privatemembersofBase.(4)Aclasshierarchya.showsthesamerelationshipsasanorganizationchart.b.describes“hasa”relationships.C.describes“isakindof"relationships.d.showsthesamerelationshipsasafamilytree.(5)Supposethatthederivedclasshasamemberobjectofanotherclass.Inwhatsequenceisanobjectofthederivedclassconstructed?(6)Whatisthemeaningofinheritance?Whatisthedifferencebetweencompositionandimheritance?(7)Explainthedifferencebetweentheprivateandprotectedmembersofaclass.(8)Supposeabaseclassandaderivedclassbothdefineafunctionofthesamenameandaderivedclassobjectinvokesthefunction.Whatmethodiscalled?(9)Considerthefollowinginheritancehierarchy:(a)HowmanydatamembersdoesBhave?Writeoutthesedatamembers.(b)}WhichdatamembersinAareaccessedinB?(1)错误。如果基类有一个具有参数的构造函数且没有默认值，派生类必须通过显式参数传递来调用基类的构造函数。否则，派生类无法正确地初始化基类的成员。正确。如果一个基类和派生类都有一个同名的成员函数，并且我们使用派生类的对象来调用该函数时，派生类的成员函数优先被调用。这是因为派生类继承了基类的成员函数，并且派生类的成员函数具有更高的优先级。（3）在主函数中，类Derv的对象可以访问：a.Derv的公共成员。d.基类的公共成员。它们可以通过对象名称来访问，类名可选。但是，类Derv的对象无法直接访问受保护的Derv和基类成，以及Derv的私有成员和基类的受保护或私有成员。只有派生类内部才能直接访问受保护和私有成员。（4）a.显示与组织结构图相同的关系。这是指类层次结构中的父子关系，父类表示更泛化的概念，子类表示更具体的概念，类似于组织结构图中的上下级关系。b.描述了\hasa\关系。这是指类层次结构中的关联关系，一个类可以拥有另一个类的对象作为其成员变量，表示一个对象包含另一个对象，并且能够通过该关系进行访问。c.描述了\是一种\的关系。这是指类层次结构中的继承关系，子类是父类的特殊情况或者更具体的实现，表示一个类是另一个类的一种类型或者子集。d.显示了与家谱相同的关系。这是指类层次结构中的继承关系，类似于家谱中的祖先和后代关系，每个个体都有一个父类以及可能有多个子类或后代类。(5)如果派生类具有另一个类的成员对象，那么在构造派生类对象时，先构造基类对象，然后再构造成员对象。(6)继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许派生类继承基类的属性和方法。继承的意义在于代码的重用和结构的扩展。通过继承，我们可以避免重复编写相似的代码，同时使代码更加模块化和易于维护。组成力与继承力之间的区别在于他们实现代码重用的不同。组成是通过创建其他类的对象作为当前类的成员，可以根据需要选择不同的对象，实现灵活性。而继承则是通过派生类继承基类的属性和方法，强调共性和层级关系。(7)类中的私有成员和受保护成员都是访问权限控制的一种方式。私有成员只能在当前类中访问，不能被派生类或其他类访问。受保护成员可以在当前类和派生类中访问，但不能在其他类中访问。具体区别在于：-私有成员：</br>-只能在当前类的成员函数或友元函数中访问；-子类无法直接访问私有成员。-受保护成员：</br>-可在当前类的成员函数、友元函数和派生类的成员函数中访问；-子类可以通过继承方式访问受保护成员；-子类的对象无法直接访问受保护成员。总之，私有成员主要用于实现封装性，受保护成员主要用于实现继承性。当一个派生类对象调用一个同名函数时，会优先调用派生类中的函数。这是因为派生类会继承基类的函数，但是如果派生类有自己定义的同名函数，就会覆盖基类的函数，从而成为首选的调用方法。这个过程称为函数重写或函数覆盖。略。2.Fillintheblanksineachofthefollowing:(1)Anewclassinheritspropertiesfromanexistingclass.Sotherelationshipiscalled.Anewclasshasanobjectofanotherclassasitsmember.Sotherelationshipiscalled.Theyareallwaysofreusingexistingsoftwaretocreatenewsoftware.(2)Whenderivingaclassftomabaseclasswithpublicinheritance,publicmembersofthebaseclassbecome_________membersofthederivedclass,andprotectedmembersofthebaseclassbecomemembersofthederivedclass.partoftheclasscan'tbeaccessedbythederivedclass.(3)Thederivedclassisderivedfromoneexistingclass.Theexistingclassiscalled.Themembersofthebaseclasscannotbedirectlyaccessedbythederivedclass,buttheandmemberscanbeaccessedbythederivedclass.Wheninitializingtheobjectofadcrivedclass,theconstructoroftheisinvokedfirst.(4)Tobeaccessedfromamemberfunctionofthederivedclass,thedataorfunctionsinthebaseclassmustbepublicor.略。略。3.Findtheerror(S)ineachofthefollowingandexplainhowtocorrectit.略。4.Writetheoutputofthefollowingcodes.略。5.TheUMLdiagramofaclassstructureisshowninFigure6-14.(1)ExplaintherelationshipamongclassesPoint,LineandType.(2)Explainthemeaningsofoperators#,-,and+intheclassdiagram.(3)DefineclassLine.(Hint;Theclassonlycontainsthedeclarationsofallmemberfunctions.)(4)HowmanydatamembersdoesclassLinehave?Writeoutthem.(5)DefinetheconstructorofclassLine.(6)DefinefunctionDisplayinclassLine.(Hint:thefunctiondisplaysallinformationofdatamembersinclassLine.)(7)WritethemainfunctiontotestclassLine.(1)在UML图中，类用一个矩形框表示，矩形框内部包含类的名称。类之间的关系用连线表示，主要有聚合、关联、继承和依赖关系。-聚合关系用空心菱形和实线表示，表示类之间是包含关系，表示一个类有包含关系的另一个类的实例，但两者之间的生命周期可以是独立的。-关联关系用实线表示，表示类之间有关联，一个类可以引用另一个类的对象。-继承关系用一个箭头实线表示，表示类之间的继承关系，子类继承父类的属性和方法。-依赖关系用虚线箭头表示，表示一个类依赖于另一个类，即一个类的实现依赖于另一个类。(2)在类图中，操作符#、-和+的含义如下：-\表示protected访问修饰符，表示成员是受保护的，只能在类内部和子类中访问。-\表示private访问修饰符，表示成员是私有的，只能在类内部访问。-\表示public访问修饰符，表示成员是公开的，可以在类的任何地方访问。(3)类别行（AbstractClass）是指只包含成员函数声明而不包含实现的类。它是一种抽象的类，不能被实例化，只能被继承，用来表示一类对象的通用行为和属性。(4)类Line有多少个数据成员取决于图中的具体定义。在图6-14中没有展示Line类的具体成员，所以无法确定。(5)构造函数是用来创建对象并初始化对象成员的方法。根据具体需求，可以定义类Line的构造函数。(6)在类行中定义什么是不清楚的，请提供更多上下文描述。6.Dcesignandimplementamini-payrollsystemincludingthreedifferentpeople:Teacher,StudentandTeachAssistant.ThisclasshierarchyisdescribedgraphicallyinFigure6-15.(1)ClassPersonhasdatamembers:number,nameandmonthlysalaryandmemberfunctionstocalculatethemonthlysalaryandtodisplayallinformation.(2)ClassesTeacherandTeachAssistantbothhaveanotherdatamember-level.(3)Thecalculationofthemonthlysalaryisdefinedasfollows:TheTeacher'smonthlysalaryisdeterminedby50Yuanperworkinghourand1500Yuansubsidy.TheStudentgets300Yuansubsidypermonth;TheTeachAssistantisapart-timestudentandhasateacher'sbenefts.Thesalaryisthestudent'ssubsidy,plusanextrasalaryof10Yuanperworkinghour.首先，我们创建一个名为Personnel的基类，其中包含编号、姓名和月薪的数据成员。成员函数包括计算月薪和显示所有信息。```pythonclassPersonnel:def__init__(self,id,name,monthly_salary):self.id=id=nameself.monthly_salary=monthly_salarydefcalculate_monthly_salary(self):returnself.monthly_salarydefdisplay_info(self):print(\编号:\self.id)print(\姓名:\)print(\月薪:\self.calculate_monthly_salary())```接下来，我们创建一个名为Teacher的子类，它从Personnel派生。除了继承基类的数据成员和成员函数外，教师还有一个级别的数据成员。我们在这个子类中添加一个特殊的计算月薪的功能。```pythonclassTeacher(Personnel):def__init__(self,id,name,monthly_salary,level):super().__init__(id,name,monthly_salary)self.level=leveldefcalculate_monthly_salary(self):base_salary=super().calculate_monthly_salary()returnbase_salary+base_salary*(0.1*self.level)```最后，我们创建一个名为TeachingAssistant的子类，它从Personnel派生。与教师类似，助教也有一个级别的数据成员，并添加特定的月薪计算方式。```pythonclassTeachingAssistant(Personnel):def__init__(self,id,name,monthly_salary,level):super().__init__(id,name,monthly_salary)self.level=leveldefcalculate_monthly_salary(self):base_salary=super().calculate_monthly_salary()returnbase_salary+base_salary*(0.05*self.level)```现在，我们可以创建不同的教师、学生和教师助理的实例，并调用它们的成员函数来计算月薪和显示信息。```pythonteacher=Teacher(1,\张三\5000,3)teacher.display_info()assistant=TeachingAssistant(2,\李四\3000,2)assistant.display_info()```这样，我们就实现了一个基于类层次结构的迷你工资制度，其中包括教师、学生和教师助理。每个类都有自己特定的月薪计算方式，并且可以显示所有信息。你可以根据需要扩展该类层次结构，并添加其他功能。7.DeriveaclasscalledEmployee2fromtheEmployeeclassinthischapter.Thisnewclassshouldaddadoubletypedataitemcalledcompensation,andalsoanenumtypecalledperiodtoindicatewhethertheemployeeispaidhourly,weekly,ormonthly.YouwillderivetheManager,Scientist,andLaborerclassesfromEmployee2insteadofEmployee.However,notethatinmanycircumstancesitmightbemoreinthespiritofOOPtocreateaseparatebaseclasscalledCompensationandthreenewclassesManager2,Scientist2,andLaborer2,andusemultipleinheritancetoderivethesethreeclassesfromtheoriginalManager,Scientist,andLaborerclassesandfromCompensation.Inthisway,noneoftheoriginalclassesneedstobemodified.```pythonclassEmployee2:def__init__(self,name,age,compensation,payment_type):=nameself.age=agepensation=compensationself.payment_type=payment_typedefget_info(self):returnf\Name:{},Age:{self.age},Compensation:{pensation},PaymentType:{self.payment_type}\defcalculate_payment(self,hours_worked):ifself.payment_type==PaymentType.HOURLY:returnpensation*hours_workedelifself.payment_type==PaymentType.WEEKLY:returnpensationelifself.payment_type==PaymentType.MONTHLY:returnpensation/4#Assuming4weeksinamonthclassPaymentType(Enum):HOURLY=\Hourly\WEEKLY=\Weekly\MONTHLY=\Monthly\```上述代码定义了一个Employee2类，该类具有姓名(name)、年龄(age)、补偿(compensation)和支付类型(payment_type)等属性。在Employee2类中，我们还定义了一个calculate_payment方法，该方法接受hours_worked参数，并根据支付类型计算薪水。根据不同的支付类型，薪水计算方式可能不同。8.Writeaprogram..(1)DefineaVehicleclassthathasaconstructorwithparametersandprotecteddatamemberswheels(numberofwheels)andweight(weightofvehicle).(2)ClassCarisderivedfromVehicleprivatelyandcontainsthedatamemberpassenger_load(largestnumberofpassengers).(3)ClassTruckisderivedfromVehicleprivatelyandcontainsthedatamemberspassenger_load(largestnumberofpassengers)andpay_load(loadcapacity)(4)Testthethreeclassesbyusingthemainfunction.```cpp#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classVehicle{protected:intwheels;floatweight;public:Vehicle(intw,floatwt):wheels(w),weight(wt){}voiddisplay(){cout<<\Wheels:\<<wheels<<endl;cout<<\Weight:\<<weight<<\kg\<<endl;}};classCar:publicVehicle{private:intpassenger_load;public:Car(intw,floatwt,intpl):Vehicle(w,wt),passenger_load(pl){}voiddisplay(){Vehicle::display();cout<<\PassengerLoad:\<<passenger_load<<\people\<<endl;}};classTruck:publicVehicle{private:intpassenger_load;floatpayload;public:Truck(intw,floatwt,intpl,floatpd):Vehicle(w,wt),passenger_load(pl),payload(pd){}voiddisplay(){Vehicle::display();cout<<\PassengerLoad:\<<passenger_load<<\people\<<endl;cout<<\Payload:\<<payload<<\kg\<<endl;}};intmain(){Carcar(4,1000.0,5);cout<<\CarDetails:\<<;car.display();cout<<endl;Trucktruck(8,5000.0,2,10000.0);cout<<\TruckDetails:\<<endl;truck.display();return0;}```这个程序定义了`Vehicle`（车辆）类、`Car`（轿车）类和`Truck`（卡车）类，它们分别代表不同类型的车辆。`Vehicle`类具有受保护的数据成员`wheels`（车轮数量）和`weight`（车辆重量），并包含一个构造函数。`Car`类派生自`Vehicle`类，并添加了一个私有数据成员`passenger_load`（最大乘客数），同时也有自己的构造函数和显示函数。`Truck`类也派生自`Vehicle`类，并在基类的基础上增加了私有数据成员`passenger_load`（最大乘客数）和`payload`（承载能力），同样有自己的构造函数和显示函数。在`main`函数中，我们创建了一个`Car`对象和一个`Truck`对象，并调用它们的`display`函数来显示车辆的详细信息。9.Writeaprogramtoimplementthemanagementofbookandmagazinesales.Therequirementsareasfollows:(1)Inputthesalesrecordsofbooksandmagazines.(2)Outputthenamesofbooksandmagazinesandtheirsalessituations.Ifthesituationisgood,thismeansthatthebooksalesaremorethan500Yuanmonthly,andthemagazinesalesmorethan2500Yuan;otherwisethesituationispoor.```pythonclassPublication:def__init__(self,name):=nameself.sales=[]defadd_sale(self,amount):self.sales.append(amount)defget_sales_summary(self):total_sales=sum(self.sales)sales_status=\情况较好\iftotal_sales>500else\情况较差\returnf\