C02程序设计基础提高班（C++）第10周上机任务类和对象之二

第10周：阅读教材第9章（p263-313），主要内容是构造和析构函数、对象数组、对象指针、共用数据的保护等，完成第10周上机任务；

(回到C02-程序设计基础提高班（C++）学习安排)

实践任务：

【任务1】设计三角形类，通过增加构造函数，使对象在定义时能够进行初始化

#include<iostream>
using namespace std;
class Triangle
{public:
	float perimeter(void);//计算三角形的周长
	float area(void);//计算并返回三角形的面积
	void showMessage();
private:
	float a,b,c; //三边为私有成员数据
};


void Triangle:: showMessage()
{
	cout<<”三角形的三边长分别为：”<<a<<'\t'<<<<b<<<<'\t'<<<<c<<endl;
	cout<<"该三角形的周长为："<< perimeter()<<'\t'<<"面积为："<< area()<<endl<<endl;
}


void main(void)
{
	Triangle Tri1;	//定义三角形类的一个实例（对象）
	Tri1.showMessage();
	Triangle Tri2(7,8,9);	//定义三角形类的一个实例（对象）
	Tri2.showMessage();
}

特别要求：为全面体会构造函数的各种写法，本任务要求提交多个版本的程序，体现出你已经掌握下列知识点：（1）使用带参数构造函数，即Triangle(float x, float y, float z)，三边长在调用时由实参直接给出；（2）设计默认构造函数，即不指定参数时，默认各边长为1；（3）使用默认参数的构造函数，不给定实参时，默认边长为1；（4）在构造函数中使用参数初始化表对数据成员初始化。
[ 参考：三角形类中的构造函数 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7366083 ]

任务1拓展：请自行设计一个矩形类，可以计算长方形的面积、周长、对象线，判断是否是正方形。请用上构造函数。


【任务2】C++中提供了多种基本的数据类型。实际上，这些远不能满足我们的需求，如复数（第10章的例子大多是处理虚数的），再如分数。本任务将设计一个简单的分数类，完成对分数的几个运算。一则巩固基于对象编程的方法，二则也为第10章做运算符重载等积累些感性认识。
任务要求：完成下面类的设计，并在main()函数中自行定义对象，调用各成员函数，完成基本的测试。

class CFraction
{private:
	int nume;  // 分子
	int deno;  // 分母
 public:
	CFraction(int nu=0,int de=1);   //构造函数，初始化用
	void Set(int nu=0,int de=1);    //置值，改变值时用
	void input();				//按照"nu/de"的格式，如"5/2"的形式输入
	void Simplify();				//化简（使分子分母没有公因子）
	void amplify(int n);			//放大n倍，如2/3放大5倍为10/3
	void output(int style=0);		//输出：以8/6为例，style为0时，输出8/6；
								//style为1时，输出4/3；
								//style为2时，输出1(1/3)，表示一又三分之一；
								//不给出参数和非1、2，认为是方式0
};

任务2拓展1：上面output(int style=0)中的输出方式style的类型最适合使用自定义的枚举类（见第7章）了，试着改造一下。

[ 参考：分数类（拓展1） - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7366441 ]

任务2拓展2：这个思考题吊一下大家的胃口：设定义了两个分数类的对象，如CFraction c1, c2。如果定义了int i，我们能用cin>>i;在键盘上输入i的值，是否期望用cin>>c1>>c2;输入分数呢？同理，用cout<<c1<<c2;进行输出，可以吗？进一步，用c1+c2得到新的一个分数，用c1/c2实现两个分数的除法，以及其他加、减、比较、求倒数等也是理所当然的。实际上，要自定义分数类，这些直观的基本运算应该要实现，这叫运算符的重载。本任务中用amplify()给出了“放大”运算的一种实现方案，更多内容值得期待地。


【任务3】编写基于对象的程序，求5个长方柱的体积和表面积。长方柱类的数据成员包括长（length）、宽（width）、高（heigth）等。另外：
（1）需要定义长方柱类，5个长方柱采用一个对象数组表示；
（2）前4个长方柱（即数组的前4个元素）要在定义数组时初始化，其中前3个直接给出参数初始化，第4个用默认构造函数初始化；第5个长方柱定义时不初始化，而是由键盘输入长、宽、高赋值；
（3）输出这5个长方柱的体积和表面积；
[ 参考：长方柱类数组 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7371175 ]

【任务4】设计一个学生类，包括学号(num)和成绩(score)。建立一个对象数组，内放5个学生的数据，要求：
（1）用指针指向数组首元素，输出第1、3、5个学生的信息；
（2）设计一个函数max，用指向对象的指针作函数参数，在max函数中找出5个学生中成绩最高者，并输出其学号。
[ 参考：学生类数组 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7371223 ]


【任务5】设计平面坐标点类，计算两点之间距离、到原点距离、关于坐标轴和原点的对称点等

enum SymmetricStyle { axisx,axisy,point};//分别表示按x轴, y轴, 原点对称
class CPoint
{private:
	double x;  // 横坐标
	double y;  // 纵坐标
public:
	CPoint(double xx=0,double yy=0);
	double Distance(CPoint p) const;   // 两点之间的距离(一点是当前点，另一点为参数p)
	double Distance0() const;          // 到原点的距离
	CPoint SymmetricAxis(SymmetricStyle style) const;   // 返回对称点
	void input();  //以x,y 形式输入坐标点
	void output(); //以(x,y) 形式输出坐标点
};

[ 参考：设计平面坐标点类 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7397313 ]

【任务6】设计一个三角形类，能够输入三角形的三个顶点，求出其面积、周长，并判断其是否为直角三角形和等腰三角形。
提示：（1）这个问题需要用到两个类，顶点类参照任务3中的CPoint类；（2）三角形类参考下面CTriangle类的声明；（3）充分利用CPoint类中已有的代码实现；（4）关于三条边的处理，可以增加三个私有属性，在初始化时求出来备用，也可以在需要时计算得到。

class CTriangle
{
public:
	CTriangle(CPoint &X,CPoint &Y,CPoint &Z):A(X),B(Y),C(Z){} //给出三点的构造函数
	void setTriangle(CPoint &X,CPoint &Y,CPoint &Z);//
	float perimeter(void);//计算三角形的周长
	float area(void);//计算并返回三角形的面积
	bool isRightTriangle(); //是否为直角三角形
	bool isIsoscelesTriangle(); //是否为等腰三角形
private:
	CPoint A,B,C; //三顶点
};

[ 参考：用点类作成员的三角形类 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7397317 ]

【任务7】将任务6的解决用一个项目多个文件的方式实现，其中两个类的声明放在一个.h文件中，每个类的成员函数分别放一个文件，main()函数用一个文件。体会这样安排的优点。
[ 参考：多文件组织三角形类 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7397334 ]


【任务8】含有静态数据成员和成员函数的Time类：类中所有的对象共有的数据

class Time
{
public:
	Time(int=0,int=0,int=0);
	void show_time( ); //根据is_24和from0，输出适合形式-20:23:5/8:23:5 pm/08:23:05 pm
	void add_seconds(int); //增加n秒钟
	void add_minutes(int); //增加n分钟  
	void add_hours(int); //增加n小时  
	static void change24();  //改变静态成员is_24，在12和24时制之间转换
	static void changefrom0();   //改变静态成员from0，切换是否前导0
 private:
	static bool is_24; //为true时，24小时制，如20:23:5；为flase，12小时制，显示为8:23:5 pm 
	static bool from0; //为true时，前导0，8:23:5显示为08:23:05
	int hour;
	int minute;
	int sec;
};
//下面写出静态成员的初始化及各成员函数的定义
……
int main( ) //运行结果如下图所示
{  }

[ 参考：静态数据成员和静态成员函数 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7422511 ]

【任务9】阅读下面的程序，仔细阅读注释。然后模仿完成求点类中距离的任务。

//例：使用成员函数、友元函数和一般函数的区别
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int h,int m,int s):hour(h),minute(m),sec(s){}
	void display1(); //成员函数声明
	friend void display2(Time &);  //友元函数声明
	int getHour(){return hour;}
	int getMinute(){return minute;}
	int getSec(){return sec;}
 private:
	int hour;
	int minute;
	int sec;
};
void display3(Time &);  //一般函数声明


void Time::display1()  //成员函数的实现，dispaly1前加Time::
{
	//以hour形式直接访问私有数据成员，实质是this->hour形式
	cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;
}
void display2(Time &t)  //友元函数的实现，dispaly2前不加Time::，并不是类的成员函数
{
	//不是类的成员函数，却可以t.hour的形式直接访问私有数据成员——友元
	cout<<t.hour<<":"<<t.minute<<":"<<t.sec<<endl;
}
void display3(Time &t)  //一般函数的实现，dispaly1前加Time::
{
	//只能用公共接口t.getHour()形式访问私有数据成员
	cout<<t.getHour()<<":"<<t.getMinute()<<":"<<t.getSec()<<endl;
}
int main()
{
	Time t1(10,13,56);
	t1.display1();  //成员函数这样调用
	display2(t1);   //友员函数调用和一般函数无异
	display3(t1);   //一般函数的调用
	system("pause");
	return 0;
}
你需要完成的任务是，利用成员函数、友元函数和一般函数，实现三个版本的求两点间距离的函数，并设计main()函数完成测试。此任务和上例的区别在于“距离是一个点和另外一个点的距离”，参数个数上有体现。下面是点类的部分代码。
class CPoint  
{
private:  
    double x;  // 横坐标  
    double y;  // 纵坐标  
 public: 
    CPoint(double xx=0,double yy=0):x(xx),y(yy){}  
    ……//请继续写需要的代码
};

[ 参考：使用成员函数、友元函数和一般函数-http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7422541]

【任务10】阅读P314的例10.1（代码见附）。该例实现了一个复数类，但是美中不足的是，复数类的实部和虚部都固定只能是double型的。可以通过模板类的技术手段，设计Complex，使实部和虚部的类型为定义对象时用的实际类型。
（1）要求类成员函数在类外定义。
（2）在此基础上，再实现减法、乘法和除法
你可以使用的main()函数如下。

int main( )
{
	Complex<int> c1(3,4),c2(5,-10),c3;  
	c3=c1.complex_add(c2);  
	cout<<"c1+c2="; 
	c3.display( );  
	Complex<double> c4(3.1,4.4),c5(5.34,-10.21),c6;  
	c6=c4.complex_add(c5);  
	cout<<"c4+c5="; 
	c6.display( ); 
	system("pause");
	return 0;
}

[ 参考：复数模板类 - http://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/7422933 ]

附：例10.1代码

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex   
{
public:
	Complex( ){real=0;imag=0;}     
	Complex(double r,double i){real=r;imag=i;} 
	Complex complex_add(Complex &c2); 
	void display( );   
private:
	double real; 
	double imag; 
};
Complex Complex::complex_add(Complex &c2)
{
	Complex c;
	c.real=real+c2.real;
	c.imag=imag+c2.imag;
	return c;
}   
void Complex::display( )   
{
	cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl;
}
int main( )
{
	Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;  
	c3=c1.complex_add(c2);  
	cout<<"c1="; c1.display( );  
	cout<<"c2="; c2.display( ); 
	cout<<"c1+c2="; c3.display( );  
	return 0;
}