《C++程序设计》实验指导书.doc

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1、C+程序设计实验指导书东北大学软件学院2009年9月实验要求C+程序设计课程实验的目的是为了使学生在课堂学习的同时，通过一系列的实验，使学生加深了解和更好地掌握C+程序设计课程教学大纲要求的内容。在C+程序设计的课程实验过程中，要求学生做到：（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。（2）仔细观察程序调试过程中出现的各种问题，记录主要问题，作出必要说明和分析。（3）认真书写实验报告。（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。（5）实验课程不迟到。如有事不能出席，所缺实验一般不补。（6）本实验采用的开发环境为Microsoft Vis

2、ual C+ 6.0，同学在做实验之前要求熟悉该集成开发环境。实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。第二部分是提交书面的实验报告。实验1 C+面向对象程序设计（4学时）1. 实验目的1) 学习类与对象的定义、声明及使用方法。2) 学习具有不同属性的数据成员与成员函数的访问方式。3) 理解构造函数和析构函数的定义与执行过程。4) 学习定义和使用类的继承关系，定义派生类。5) 学习使用虚函数实现动态多态性。6) 学习利用虚基类解决二义性问题。2.实验类型设计型。3.实验基本要求1) 下面是“平面上点”类的定义：class CPointprivate:int x,

3、 y;static int nCount; / nCount用于保存点的个数public:CPoint(int px=0, int py=0);CPoint(CPoint&);CPoint();int GetX();int GetY();void SetX(int);void SetY(int);void ShowPoint();请完成该类中各成员函数的定义。2) 下面是“平面上线段”类的定义：class CLineprivate:CPoint pt1, pt2; /pt1和pt2分别代表该线段的起点和终点public:CLine();CLine(int x1,int y1,int x2,in

4、t y2);CLine(CPoint p1,CPoint p2);double Distance(); /计算该线段长度的成员函数void ShowLine();请完成该类中各成员函数的定义。并利用VC调试工具观察含有组合关系类的构造函数和析构函数的执行情况。3) 下面是“空间中点”类的定义：class CThreePoint:public CPointprivate:int z;public:CThreePoint();CThreePoint(int, int, int);int GetZ();void SetZ(int pz);virtual void ShowPoint();请完成该类中

5、各成员函数的定义。并利用VC调试工具观察含有继承关系类的构造函数和析构函数的执行情况。分析为什么要把ShowPoint()函数设置为虚函数？有什么作用？请在main()函数中做测试。4) 定义一个基类Animal，有私有整型成员变量age，构造其派生类dog，在其成员函数SetAge(int n)中直接给age赋值，看看会有什么问题，把age改为公有成员变量，还会有问题吗？把age改为保护成员变量呢？编程试试看。5) 定义一个车(vehicle)基类，具有MaxSpeed、Weight等成员变量，Run、Stop等成员函数，由此派生出自行车(bicycle)类、汽车(motorcar)类。自行

6、车(bicycle)类有高度(Height)等属性，汽车(motorcar)类有座位数(SeatNum)等属性。从bicycle和motorcar派生出摩托车(motorcycle)类，它们都有Run、Stop等成员函数。观察虚函数的作用。在继承过程中，注意把vehicle设置为虚基类。如果不把vehicle设置为虚基类，会有什么问题？编程试试看。6) 参考题目2中Cline类的编写，编写一个空间中线段CThreeLine类。并在该类中观察构造函数的执行顺序。（选做）4.实验基本步骤1) 该类是一个基本的类。在编写该类时，要注意对静态成员nCount的操作，使其能够正确表示程序中点的个数。编完

7、该类后，要在main()函数中进行测试，分别定义CPoint类的对象、指针、引用，对各成员函数进行调用。分析对静态成员的调用和一般成员的调用方式有什么不同。2) 要思考如何对类中3个构造函数CLine()，CLine(int x1,int y1,int x2,int y2)和CLine(CPoint p1,CPoint p2);的编写，分析什么是初始化列表。完成后要在main()中进行测试。3) 编程时重点分析CThreePoint类的构造函数如何编写，并通过调试运行查看在继承关系中构造函数的执行顺序。4) 编写程序定义基类Animal，成员变量age定义为私有的。构造派生类dog，在其成员函

8、数SetAge(int n)中直接对age赋值时，会出现类似以下的错误提示：error C2248：age：can not access private member declared in class Animal把age改为公有成员变量后重新编译就可以了。再把age改为保护成员变量步骤相同。5) 编写程序定义一个车(vehicle)基类，有Run、Stop等成员函数，由此派生出自行车(bicycle)，汽车(motorcar)，从bicycle和motorcar派生出摩托车(motorcycle)，它们都有Run、Stop等成员函数。在main ( )函数中定义vehicle，bicycl

9、e，motorcar，motorcycle的对象，调用其Run()、Stop()函数，观察其执行情况。再分别用vehicle类型的指针来调用这几个对象的成员函数，看看能否成功；把Run、Stop定义为虚函数，再试试看。6) 空间中线段CThreeLine类可含有和Cline类相同的成员，但所含的数据成员都必需为空间中的点。要在main()函数中观察该类对象构造函数的执行顺序。5.实验思考题1) 构造函数和析构函数的作用是什么？2) 什么是封装？类是如何进行封装的？3) C+中有哪几种派生方式？每种方式的派生类对基类成员的继承和访问控制属性是什么样的？4) 派生类对象和基类对象是什么样的关系？派

10、生类对象的构造函数和析构函数的执行顺序是怎样的？5) 什么是多态？在C+语言中，是如何实现多态的？实验2 模板与STL（4学时）1.实验目的1) 理解什么是通用编程技术。2) 加强对模板相关概念的理解，熟悉模板编程的语法。3) 学习编写简单的函数模板和类模板。4) 理解STL中容器、算法、迭代器的等概念，明确它们之间的关系。5) 掌握STL中Vector容器的使用方法。6) 练习使用STL进行编程，加强是通用编程技术的理解。2.实验类型设计型3.实验基本要求1) 编写一个函数模板，要求它返回两个值中的最小者。但同时要确保正确处理字符串。2) 以下是一个整数栈类的定义：const int SIZ

11、E = 100;class Stackpublic: Stack(); Stack(); void Push(int n);int Pop();private:int stackSIZE;int tos;编写一个栈的类模板（包括其成员函数定义），以便为任何类型的对象提供栈结构数据操作。并在应用程序中创建整数栈、字符栈和浮点数栈，提供一些数据进行进栈、退栈和打印操作的测试。3) 编写一程序，让用户自由地从键盘上输入整数，直到输入数字0时结束。把用户输入的数据保存在模板类Vector定义的对象中，并对用户输入的所有数进行排序输出。在向显示器进行输出时，要求用一下3种方式实现：a) 仅使用Vecto

12、r的相关成员函数，不使用迭代器进行输出；b) 使用迭代器自己编程输出；c) 使用STL提供的通用算法for_each进行输出。4) 以下是一个List类模板的定义：template class Listpublic: List(); /构造函数 void Add(T&); /在Link表头添加新结点 void Remove(T&); /在Link中删除含有特定值的元素 T* Find(T&); /查找含有特定值的结点 void PrintList(); / 打印输出整个链表 List();protected: struct Node Node* pNext; T* pT; ; Node *pF

13、irst; /链首结点指针;完成对上述List类模板含有的各成员函数的定义。然后定义一个简单的Student类，并利用编写的List类模板对一个班级的学生进行动态管理。（根据自己的能力选做）。4.实验基本步骤1) 函数模板的原型可定义为：template T min(T&, T&),为了同时要确保正确处理字符串，而字符串不能用“”来比较，所以还需要特别定义函数：char* min(char* a, char* b)。另外，要在main函数中对自己编写的模板进行测试。2) 根据整数栈的定义，可抽象出的栈类模板为：templateclass Stackpublic: Stack(); Stack(

14、)； void Push(T& n); T Pop();private: static const int SIZE; T* stack; int tos;这里需要将该模板中的各成员函数进行定义即可。tos是栈顶位置，Push()为压栈操作，Pop()为弹栈操作，要在这两个操作中分别考虑栈的长度和栈是否为空。最后，要在main函数中对编写的栈类模板进行测试。3) 实现该题目时，首先定义模板类Vector的一个对象，利用该对象进行对用户输入数据的操作。在进行数据输出时，第一种方式考虑采用类似于数组的随机访问方法，第二种方式利用Vector的迭代器进行输出，第二种方式则利用STL通用算法for_each进行实现，也可以才用copy函数进行实现。4) 要编写出这个程序，要理解Link类模板中各数据成员的含义。pFirst代表链表首指针，Node代表链表的一个结点，pT为指向该结点对应数据的指针，理解这点非常重要。5.实验思考题1) 谈谈使用模版进行编程的优点？2) 什么是函数模板和模板函数？两者之间是什么关系？3) 什么是类模板和模板类？两者之间有什么关系？4) STL中容器、迭代器和算法三者之间的关系？5) STL中为什么要提供通用算法？它和类模板的成员函数相比，有什么特征？