C语言作业

C++程序设计实验讲义

软件学院C++教学团队

目录

实验1 在小范围内用C++增强C的功能 ......................................................................... 3 实验2 类的定义与应用 ...................................................................................................... 5 实验3 this指针、常量和静态成员和友元函数的使用 ..................................................... 8 实验4 派生与继承 .............................................................................................................. 13 实验5 多态性 ...................................................................................................................... 16 实验6 IO流上机实验 ...................................................................................................... 20 实验7 运算符重载、模板 .................................................................................................. 23 实验8 windows程序设计 ................................................................................................ 26

实验1 在小范围内用C++增强C的功能

1．实验目的和要求

目的：快速掌握C++语言编程的方法，在小范围内增强C++的功能，主要内容有：（1）输入流、输出流的使用；（2）函数原型；（3）new和delete运算符分配内存。

2．实验内容：

（1） 编写一个用输入和输出流运算符进行的输入和输出的程序。从键盘输入两个数，

分别对两个数进行加，减，乘和除的运算。并输出计算结果，如： 23+123=146。

（2） 用new和delete运算符动态分配内存空间的方法编写程序。从键盘输入3?3整型

数组的数据，并计算出所有元素之和，打印出最大值和最小值。输入输出要用流运算符实现。

（3） 编写C++风格的程序，解决百钱问题：将1元人民币兑换成1,2,5分的人民币，有

多少种换法？

（4） 在主函数中定义2个整型元素a，b，用引用作函数参数的方法，在函数void swap(int

& x, int & y)中实现将数据交换存放，并在主函数中打印出来。

（5） 假设我们班有50名同学，每个同学都报出自己的生日, 每个同学的生日都不相重

的概率只有0.096，如果有100个同学，不相重的概率为3.0725?10-7。相重复的概率如此之大与我们主观想象不同。写一个程序，输入同学的人数n计算出其生日不重复的概率。然后在用彷真的方法, 利用随机数产生每个同学的生日，计算出生日不重复的概率并与前面的结果进行比较。

[学生的生日可以用随机数产生，rand()产生0—32767之间的伪随机数，因为此需要一个种子，种子不同产生的随机数列不同，rand()产生的随机数也不同，可以调用srand(long int *)函数设置种子，比如我们可以获得计算机中的时间获得随机数种子， 以上函数需要包含头文件 stdlib.h]

3．思考题：

结合上机的体会，回答下列问题.

（1）C++引入了I/O流运算符，与 C语言相比，它们好处是什么？ （2）引用是C++的很重要的功能，在函数定义中，如何使用引用？

（3）函数重载设计不当会产生二义性问题，二义性主要体现在参数隐式类型转换和默认参数两个方面，举例说明两个问题，你认为该如何解决。 （4）C++中define与const定义常量有什么区别？

实验2 类的定义与应用

1、实验目的和要求:

掌握类定义的方法，理解类类型，实例的含义，体会面向对象程序设计中数据隐藏的概念。理解构造函数和析构函数的作用和运行实际，掌握拷贝构造函数的作用。并熟练掌握复杂对象类型的运用。

2、实验内容：

（1）定义一个时间类Time,它能提供由时分秒组成的时间。要求能够修改时间和打印出时间。

（2）编写一个计数器类，定义一个私有数据成员，通过两个成员函数，分别使其完成加1和减1操作。用构造函数数据成员初始化为0，输出函数可以输出数据成员函数的值。

(3)设计一个时间类，要求包含以下功能：

数据成员：时、分、秒 成员函数：

各种构造函数 析构函数

可以通过函数分别设置时间的各个组成部分 也可以整体设置时间

有一个tick函数，负责给当前时间加1秒钟，然后输出新的时间

(4)定义一个分数类如下，要求实现各个成员函数，并在主函数中测试两个分数的加减乘除等运算。

class Rational{ public:

Rational(int nn=1,int mm=1); //构造

Rational R_add(Rational & A); //加

Rational R_sub(Rational & A); //减 void R_mul(Rational & A);

//乘

//除

void R_div(Rational & A, Rational &B);

void simple( ); void print();

//约分

//以分数形式显示，注意约分

private:

int m; // 分母 };

(5)定义一个类包含一个整型数的指针变量，在构造函数中用new分配10各整型数的内存空间，在析构函数中用delete释放内存空间，并编写给内存空间赋值和输出函数。

(6)编写类String 的构造函数、析构函数

已知类String 的原型为： class String {

public:

String(const char *str = NULL); // 普通构造函数 String(const String &other); // 拷贝构造函数 ~ String(void); // 析构函数 private:

char *m_data; // 用于保存字符串 };

请编写String 的上述3 个函数。并编写一个主函数，在主函数中对所编写的成员函数进行测试。

（7）定义和实现类Array。数据成员有包含了10个元素的数组，成员函数GetData，有一个整形数参数i，函数返回下标为i的元素值，对一个数组元素的引用，成员函数Print打印出数组的值。构造函数将数据成员的所有数组元素初始化为0。还有一个input成员函数为数组赋值。

(8) 定义类Point.要求定义类对象时，可以有这样的定义语句： Point p1(1,2),p2(p1); #include class Point { public: Point (int a, int b)

{

x=a;y=b; }

void fun (Point &p); void fun (Point * p);

private:

int n; // 分子

int x,y; }；

void fun (Point &p) {

x=p.x ; y=p.y ;

cout<< \}

void Point:: fun (Point *p) {

x=p->x ; y=p->y ;

cout<< \ }

Void main() {

Point p(1,2),q(3,4) ; p.fun(q) ; q.fun(&q) ; }

改正程序中小的错误，给出程序运行的结果，并对程序进行分析。

3、思考题：

结合编程实践回答下列的问题。 （1） （2） （3）

结合第一个例子，说明什么是类？什么是对象？你是如何理解类和对象的？ 面向对象的程序设计与结构化程序设计有何不同？ 拷贝构造函数那些情况下会被调用，分别给出例子？

实验3 this指针、常量和静态成员和友元函数的使用

1、

实验目的和要求：

(1) 掌握显式使用this指针的方法 (2) 掌握静态数据成员的意义及使用方法

(3) 掌握常量数据成员和常量成员函数的意义和使用方法 (4) 掌握友元函数和友元类的使用方法

2、 实验内容：

（1）有如下类的定义。类成员函数copy用于实现两个对象的相互拷贝，请完成该函数的实现。（有两种方法即不用this 指针和用this指针）

＃include class Myclass {public:

Myclass (int a,int b) { x=a;y=b;} Void copy(Myclass & my); void print( )

{ cout<<“x=”<

void main()

{ Myclass my(10,20),t(30,40); my.print( );

my. Copy(t); my.print( ); }

（2）设计一个类，实现两个复数的四则运算。实现加减乘除功能的函数用友元函数实现。

（3）分析下面程序,给出横线部分的语句，并分析程序的输出，和m_count的功能。 #include using namespace std; class A {

static int m_counter; public: A(); ~A(); static void display();

}

—————————— //将m_counter初始化为0； A：：A() { m_counter++; }

A::~A() {

m_counter--; }

void A::display() { cout<<”There are:”<

int main() { A a1; A a2; A a3;

A::display(); a1.display(); }

（4）商店经销一种货物，货物成箱购进，成箱卖出，购进和卖出时以重量为单位，各箱的重量不一样，单价不一样，因此商店需要记录下目前库存的货物的总重量和总价值。编写一个程序，通过定义类Carlo来模拟商店货物购进和卖出的情况。

（本题目主要练习静态数据成员的使用，定义私有变量存每件货物的价格和重量，用静态数据成员存货物的总重量和总价钱，定义构造函数和析构函数，当定义新的对象完成初始化的功能和删除对象时，从总重量和总价钱中减去对象的重量和价格） (5) 静态成员练习

1）。编写一个类Node，声明一个数据成员member和已经静态成员count，另构造函数初始化数据成员，并把静态数据成员加1，另析构函数把静态数据成员减1。

2）。在1）的基础上编写应用程序，创建3个对象，然后显示他们的数据成员和静态成员，再析构每个对象，并显示他们对静态数据成员的影响。

3）。修改2），让静态成员函数访问静态数据成员，并让静态数据成员是私有的。

(6)个类分别为整型数集合类和实型数集合数类。将缺少的内容补齐。并完成要求的其它内容。

如： class Intset { private:

int num[3]; public:

Intset ( int x,int y, int z) {//添加初始化内容} void print( ) { //打印数据} }；

class floatset { private:

float num[3]; public:

floatset ( float x,float y, float z) {

//添加初始化内容 }

void print( ) { //打印数据 } }；

（1） 在Intset中再增加一个成员函数，将对象的整型数据拷贝的到floatset的对象

中此成员函数的原型为：

void settofloat(floatset &set)； //形参为拷贝的目标对象

（2） 办法需要调用函数，程序的开销较大，可以定义一个友元函数来实现上述的

功能。

请分别完成两个程序。

(7) 分析以下程序的功能，把程序用三种方法（公有数据成员、友元、用成员函数访问私有数据成员）补充完整，实现对对象peppy的成员 #include class Animal;

void SetValue(Animal&, int); void SetValue(Animal&, int, int);

class Animal { public:

Animal():itsWeight(0),itsAge(0){}

void show(){cout<

void SetValue(Animal& ta, int tw) {

// 设置itsWeight值 }

void SetValue(Animal& ta, int tw, int tn) {

// 设置itsWeight和itsAge值 }

int main() {

Animal peppy; SetValue(peppy, 5); peppy.show(); SetValue(peppy, 7, 9); peppy.show(); return 0; }

(8) 设计一个整数链表类，满足栈操作。即，总在链表首插入结点，总在链表首取出（删除）结点。类中需有记录结点个数的数据成员。如果链表为空，而要做取出结点操作，则类必须给出错误信息。

编写应用程序，取100次随机数（范围10－200），每取到比前一个随机数大时，放入链表中，否则，略去。然后逐个取出，求其和。

用堆分配方法逐个产生满足条件的结点，插入链表中。每当从链表中取出一个结点时，要及时将结点删除。

求和工作不要在链表类中完成，以使该链表类具有通用性。

3、思考题：

结合编程实践回答下列的问题。

（1） 什么是this指针，它的主要作用是什么？ （2） 总结静态成员的特点。

实验4 派生与继承

1、

实验目的和要求：

此实验用两个单元的时间完成，是一个综合性的实验，要求编写的程序涉及到C++的许

多知识点，如类的定义，动态分配内存，构造函数，派生，虚基类等。实验内容给出的是一个完整的程序，4个题目实际是类等级。同学也可以在此基础上发挥增加新的内容。

2、 实验内容：

1. 定义一个基类MyArray,基类中可以存放一组数组。

Class Myarray { int *alist; int length; public:

Myarray( int leng); ~myarray(); void input(); void display(); };

编写构造函数，析构函数及其它函数，实现动态分配内存，释放内存和数据输入输出等功能。并进行调试。

2．定义一个类averarray继承自myarray，在类中求数组的平均值，并输出。进行调试。 3．定义一个类revarray继承自 myarray, 使数组按反序存放，并输出。进行调试。 4. 定义一个类Nawarray继承自averarray和revarray。在继承过程中声明为虚基类，体会

虚基类在解决二义性中的问题中的作用。调试中可以试一试不用虚基类出现的问题。 5. 读程序，回答问题 #include using namespace std; class A { public:

};

void f1(); A() {i1=10;j1=11;} int j1; int i1;

protected: private:

class B:private A { public: };

class C: public B { public: };

回答下列问题：

（1） 派生类B中成员函数f2()能否访问基类A中的成员f1()、i1和j1？ （2） 派生类B的对象b能否访问基类A中的成员f1()、i1和j1？

（3） 派生类C中成员函数f3()能否访问直接基类B中的成员f2()、i2和j2？能否访

问间接基类A中的成员f1()、j1和i1？

void f3(); C() {i3=30;j3=31;} int j3; int i3; void f2(); B() {i2=20;j2=21;} int j2; int i2;

protected: private:

protected: private:

（4） 派生类C的对象c能否访问直接基类B中的成员f2()、i2和j2？能否访问间接

基类A中的成员f1()、j1和i1？

6. 编写一个程序，实现字符串操作：

一个简单串类string，包含输入字符串、返回字符串长度及内容等功能；

另有一个具有编辑功能的串类edit_string，它继承string类，在其中设置一个光标，使

其能支持在光标处的插入、替换和删除等编辑功能。

实验5 多态性

1.实验目的和要求：

（1）理解多态性、虚拟函数、抽象类和具体类、静态绑定和动态绑定等概念 （2）学会利用虚函数来实现多态性，以便更好地来扩展和维护系统 （3）理解C++如何实现虚拟函数和动态绑定（*） 2.实验内容：

（1） 以下是一个计算正方体、球体和圆柱体的面积和体积的程序。试分析程序 并写出程序的运行结果，然后上机运行验证。 #include class container { protected:

double radius; public:

container(double radius) {

container::radius=radius; }

virtual double surface_area()=0; virtual double volume()=0; };

class cube:public container { public:

cube(double radius):container(radius){}; double surface_area() {

return radius*radius*6;

}

double volume() {

return radius*radius*radius; } };

class sphere:public container { public:

sphere(double radius):container(radius){}; double surface_area() {

return 4*3.1416*radius*radius; }

double volume() {

return 3.1416*radius*radius*radius*4/3; } };

class cylinder:public container {

double height; public:

cylinder(double radius,double height):container(radius) {

cylinder::height=height; }

double surface_area() {

return 2*3.1416*radius*(height+radius);

}

double volume() {

return 3.1416*radius*radius*height; } }; void main() {

container *p; cube obj1(10); sphere obj2(6); cylinder obj3(4,5); p=&obj1;

cout<<\输出结果：\

cout<<\正方体表面积：\cout<<\正方体体积：\p=&obj2;

cout<<\球体表面积：\cout<<\球体体积：\p=&obj3;

cout<<\圆柱体表面积：\cout<<\圆柱体体积：\}

（2）实现下图中的Shape层次结构。每个TwoDimensionalShape类应包括成员函数getArea,以计算二维图形的面积。每个ThreeDimensionalShape类包含成员函数getArea和getVolume,分别计算三维图形的表面积和体积。编写一个程序，使用层次结构中每个具体类的对象的Shape向量指针。程序要打印出向量元素所指的对象。同样，再将所有形状存入向量的循环中，要能判断每个图形到底属于TwoDimensionalShape还是属于ThreeDimenionalShape。如果某个图形是TwoDimensionalShape就显示其面积，如果某个图形是ThreeDimenionalShape,则显示其面积和体积。

Shape TwoDimensionalShape ThreeDimensionalShape Circle Triangle Square Sphere Cube

（3）编写一个程序，先设计一个链表List类，再从链表类派生出一个集合类Set类，再集合类中添加一个记录元素个数的数据项。要求可以实现对集合的插入、删除、查找和显示。 3.结合上机体会，回答下列问题

（1）多态性是如何让程序“普遍化”而非“特殊化”的？试说明程序“普遍化”的主要好处。

（2）什么是虚拟函数？请说明虚拟函数适用的环境。 （3）多态性是如何提高可扩展性的？

（4）说出静态绑定和动态绑定的区别，并试解释说明动态绑定究竟是如何实现的？

实验6 IO流上机实验

1. 实验目的和要求

(1) 理解I / O流与标准流对象的意义 (2) 掌握常用的IO 成员函数： (3) 掌握文件的基本操作

(4) 理解二进制文件与文本文件的区别 (5) 熟练掌握文件的顺序读写方法 (6) 熟练掌握文件的随机读写方法

2. 实验内容：

(1) 由希腊著名数学家埃拉托色尼提出求解素数的“筛选法”，

1）阅读程序改正其中的错误，使其能输出100以内的所有素数。 2）改写该程序，将1~ Num以内的所有素数按清晰的格式写入文件中。

3）从文件中读出n~m（1 #include using namespace std;

int main() {

const int MAX= 100; bool isPrime[MAX];

for(int i=0; i

isPrime[0]=isPrime[1]=false; //1和0不是素数

isPrime[i]=true;

int n = sqrt(MAX) +1 ; for( i=2; i< n; i++) { }

for( i = 2 ; i

if( isPrime[i])

cout<< i <

//素数的整数倍不是素数，从而筛选掉所有不是素数的数 if(isPrime[i]) { }

for(int j=2*i; j

isPrime[j]=false;

return 0; }

(2) 课程管理程序

设计程序对学生选修课程情况进行记录和管理。一名学生可选修多门课程，每条课程记录包括课程名，学分，选修学期和成绩等信息。要求进行如下操作： 1) 输入多个学生的选修课程信息，以清晰的格式写到文件中; 2) 修改某个学生的选课记录，增加新选修的课程； 3) 在文件中查找某个学生的信息，输出所有选修的课程； 4) 删除某个学生的所有选课信息

5) 核查所有不满足毕业条件学生名单（如选修学分不足、某学期不及格课程超过3科等）。

(3)图书馆管理系统

开发图书馆管理系统，完成图书的登记，查询和借阅等功能：定义Book， Reader， Manager等类，管理员拥有对图书信息的录入，查询， 修改，增添与删除等权限；读者拥有查询图书和个人借阅信息等权限；要求用文件记录所有图书和用户信息。请

给出规范额完整的UML类图，设计书和实现代码。

3.思考题：

结合上机的体会，回答下列问题.

（1）C++引入了I/O流实现输入输出，与 C语言相比，这种输入输出方法有哪些优点？ （2）文本文件与随机文件有什么本质区别？分别适用于什么情况？

（3）比较随机读写与顺序读写的不同，是否文本文件只能进行顺序读写操作，二进制文件只能进行随机读写操作？

（4）请举例说明IO流中的成员函数getline()与get()的使用有何区别。

实验7 运算符重载、模板

1、

实验目的和要求：

(1) 掌握运算符重载的语法要点，学会运算符重载的编程方法。 (2) 理解函数模板、类模板，应用模板函数、模板类。 2、

实验内容

（1） 先读程序，写出程序的输出结果，再运行程序验证程序的输出。用友元重载方式重新编写程序。 #include using namespace std; class Vector { public: Vector(){}

Vector(int i,int j) {x=i;y=j;}

friend Vector operator+=(Vector v1,Vector v2) { v1.x+=v2.x; v1.y+=v2.y; return v1; }

Vector operator-=(Vector v) { Vector temp; temp.x=x-v.x; temp.y=y-v.y; return temp; }

void display()

{ cout<<\private:

};

int x,y;

void main() {

Vector v1(1,2),v2(3,4),v3,v4; v3=v1+=v2; v4=v1-=v2; cout<<\ v1.display(); cout<<\ v2.display(); cout<<\ v3.display(); cout<<\ v4.display(); }

（2） 定义一个有理数类，重载比较运算符.写一个完整的程序，进行数据成员的设置和输出。

class rational {private: long denom,den;

//denom为分子,den为分母 public:

rational(int num=0, int denom=1; int operator<(rational r) const; int operator<=(rational r) const; int operator= =(rational r) const; int operator!=(rational r) const;

//这里增加赋值和读出函数 }

（3） 设计一个复数类，并重载＋，－，×，/ 和 <<运算符。写完整程序并调试。 （4）用类模板方式设计一个栈类stack，其中有两个私有数据成员：s[]（存放栈元素）和top（栈顶元素下标），以及3个公有成员函数：push（元素入栈）、pop（元素出栈）和stackempty（判断栈是否为空），并建立一个整数栈和一个字符栈。 const int Max=20; template < class T> class stack {

T s[Max]; int top;

（5）用函数模板方式设计一个函数模板sort，采用直接插入排序方式对数据进行排序，并对整数序列和字符序列进行排序。 template < class T> void sort(T a[], int n)

3、思考题：

（1） 什么时候用模板函数，什么时候用函数重载？

（2）cout为什么可以直接输出 int类型，double类型等数据类型数据？ （3）为什么引入运算符重载？

（4）函数模板与同名函数重载的调用规则是什么？

实验8 windows程序设计

1. 实验目的：

键盘消息和鼠标消息综合运用；熟悉文档/视图结构；掌握文档读写的基本方法；掌握MFC消息映射和命令传递内部机制和学会使用消息映射处理方法的使用；掌握MFC应用程序框架中各种文件的组成和功能用法；对话框和控件的综合应用。 2. 实验内容：

（1）编写一个简单绘图程序MyDraw，要求实现下列功能：

(a)当用户在客户区按下鼠标左键并移动时，根据鼠标移动的轨迹绘制出指定的线段； (b)重绘窗口时能够显示已绘制的线段，并且能够保存绘制好的图形在磁盘文件中； (c)添加键盘消息处理程序，判断当前按下的键是否是Y或y键，并给出相应提示 （2）编写一个windows应用程序，要求在窗口的用户区中绘制一个圆，当单击鼠标左键时，该圆放大，单击右键时，该圆缩小，按下Ctrl键的同时移动鼠标，则该圆会随鼠标的移动而移动。

（3）编写一个Windows应用程序，在窗口用户区中绘制一个矩形，用键盘上的上下左右光标键可以使该矩形分别向4个方向移动，当按下键盘上的Home键时该矩形会从左上角方向增大，当按下键盘上的End键时该矩形会从右下角放下光缩小，当单击鼠标左键时该矩形会恢复到原始尺寸。

（4）编写一个对话框应用程序，实现具有+、-、*、/功能的简单计算器。

（5）定义一个对话框应用程序，具有注册功能和登陆功能。用户有帐户信息和密码；注册时要求帐户不能重复；注册、登陆成功或失败用AfxMessageBox提示。 3. 思考题

结合编程实践思考下列问题：

（1）简述构成文档/视图结构应用程序框架的4个MFC派生类，并说出它们的功能。 （2）在文档/视图结构的应用程序中，视图类的对象是如何来获取文档类对象中的数据的？ （3）简述在应用程序的窗口中使用一个控件的步骤。

实验8 windows程序设计

1. 实验目的：

键盘消息和鼠标消息综合运用；熟悉文档/视图结构；掌握文档读写的基本方法；掌握MFC消息映射和命令传递内部机制和学会使用消息映射处理方法的使用；掌握MFC应用程序框架中各种文件的组成和功能用法；对话框和控件的综合应用。 2. 实验内容：

（1）编写一个简单绘图程序MyDraw，要求实现下列功能：

(a)当用户在客户区按下鼠标左键并移动时，根据鼠标移动的轨迹绘制出指定的线段； (b)重绘窗口时能够显示已绘制的线段，并且能够保存绘制好的图形在磁盘文件中； (c)添加键盘消息处理程序，判断当前按下的键是否是Y或y键，并给出相应提示 （2）编写一个windows应用程序，要求在窗口的用户区中绘制一个圆，当单击鼠标左键时，该圆放大，单击右键时，该圆缩小，按下Ctrl键的同时移动鼠标，则该圆会随鼠标的移动而移动。

（3）编写一个Windows应用程序，在窗口用户区中绘制一个矩形，用键盘上的上下左右光标键可以使该矩形分别向4个方向移动，当按下键盘上的Home键时该矩形会从左上角方向增大，当按下键盘上的End键时该矩形会从右下角放下光缩小，当单击鼠标左键时该矩形会恢复到原始尺寸。

（4）编写一个对话框应用程序，实现具有+、-、*、/功能的简单计算器。

（5）定义一个对话框应用程序，具有注册功能和登陆功能。用户有帐户信息和密码；注册时要求帐户不能重复；注册、登陆成功或失败用AfxMessageBox提示。 3. 思考题

结合编程实践思考下列问题：

（1）简述构成文档/视图结构应用程序框架的4个MFC派生类，并说出它们的功能。 （2）在文档/视图结构的应用程序中，视图类的对象是如何来获取文档类对象中的数据的？ （3）简述在应用程序的窗口中使用一个控件的步骤。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7837.html