北京理工大学珠海学院实验报告

ZHUHAI CAMPAUS OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

班级：13级计算机3班 学号：130201031037 姓名：郑永雄 指导教师：谭忠兵 实验题目：多态性 实验时间：2014-06-09 成绩：

一、实验内容

程序1. 编写一个程序，用成员函数重载运算符“+”和“-”将两个二维数组相加和相减，要求第一个二维数组的值由构造函数设置，另一个二维数组的值由键盘输入。

程序2. 编写一个程序，要求：

（1）声明一个类complex，定义类complex的两个对象c1和c2，对象c1通过构造函数直接指定复数的实部和虚部（类私有数据成员为double类型：real和imag）为2.5及3.7，对象c2通过构造函数直接指定复数的实部和虚部为4.2及6.5；

（2）定义友元运算符重载函数，它以c1、c2对象为参数，调用该函数时，能返回两个复数对象相加操作；

（3）定义成员函数print，调用该函数时，以格式“（real,imag）”输出当前对象的实部和虚部，例如：对象的实部和虚部分别为4.2和6.5，则调用print函数输出格式为：（4.2,6.5）；

（4）编写主程序，计算出复数对象c1和c2相加结果，并将其结果输出。

程序3. 写一个程序，定义抽象基类Container，由它派生出3个派生类：Sphere（球体）、Cylinder（圆柱体）、Cube（正方体）。用虚函数分别计算几种图形的表面积和体积。

程序4.编写程序：定义抽象基类Shape，area( )为求图形面积的虚成员函数。由它派生出三个派生类：Circle（圆形）、Rectangle（长方形）、和Triangle （三角形），用虚函数area分别计算各种图形的面积。在主函数中，分别创建派生类的对象并计算其面积，求出它们的面积的和。要求用基类指针数组，使它的每一个元素指向一个派生类的对象，以体现多态性。

程序5.计算正方体、球体、圆柱体的体积。

要求：定义基类shape，在其中定义求体积的纯虚函数volume，并定义一个数据成员r，它可作为球体的半径、正方体的边长以及圆柱体的底面圆半径。由shape类派生出3个类，分别是正方体类、球体类和圆柱体类，在这3个类中都具有求体积的重定义版本。在主函数中统一求3种对象的体积，实现多态性。

二、问题分析（类的数据成员、成员函数等的确定，对象的创建等）

程序1：首先定义一个数组类，数据成员是数组c[2][3]，成员函数有运算符重载函数shuzu operator+(int b[2][3])和shuzu operator-(int b[2][3])，当然还有输出函数show。在主函数中创建对象x,y,z。当然也要按要求输入数组。

程序2：首先定义类complex，数据成员有real和imag，成员函数有友元运算符重载函数friend complex operator+(complex &a,complex &b)和输出函数print。在主函数中创建对象c1和c2，最后运算结果。

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程序3：首先定义抽象基类Container，数据成员有r，成员函数有友元虚函数virtual void s_v() 由它公有派生出3个派生类：Sphere（球体）、Cylinder（圆柱体）、Cube（正方体）。在主函数中分别创建各派生类的对象s1,c1和,c2。用虚函数virtual void s_v()分别计算3种图形的表面积和体积。

程序4：首先定义抽象基类Shape，数据成员有a和b，area( )为求图形面积的虚成员函数。由它公有派生出三个派生类：Circle（圆形）、Rectangle（长方形）、和Triangle （三角形），用虚函数area分别计算各种图形的面积。在主函数中，创建基类指针ptr，分别创建派生类的对象c1， r1 和t1。Ptr指针指向派生类的对象，用area（）计算其面积。

程序5：首先定义基类shape，在其中定义求体积的纯虚函数volume，并定义一个数据成员r，它是球体的半径、正方体的边长以及圆柱体的底面圆半径。由shape类派生出3个类，分别是正方体类、球体类和圆柱体类，圆柱体增加数据成员h，在这3个类中都具有求体积的重定义版本。在主函数中创建对象s1 ，c1 和c2，并调用各自的纯虚函数volume计算体积。

三、程序实现（完整程序） 程序1：

#include<iostream>

#include<cmath>

using namespace std;

class shuzu{

public:

shuzu() { } shuzu(int a[2][3]) { } shuzu operator+(int b[2][3]) { } shuzu operator-(int b[2][3]) { shuzu e; for(int i=0;i<2;i++) for(int j=0;j<3;j++) 2 for(int i=0;i<2;i++) for(int j=0;j<3;j++) c[i][j]=0; for(int i=0;i<2;i++) for(int j=0;j<3;j++) c[i][j]=a[i][j]; shuzu d; for(int i=0;i<2;i++) for(int j=0;j<3;j++) d.c[i][j]=c[i][j]+b[i][j]; return d;

e.c[i][j]=c[i][j]-b[i][j]; return e;

}

void show()

{

cout<<"运算结果为："<<endl; for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<3;j++)

cout<<c[i][j]<<"\t"; cout<<endl;

}

private:

int c[2][3];

};

int main()

{

int m[2][3]={{3,7,5},{8,3,2}}; cout<<"原数组为："<<endl; for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<3;j++)

cout<<m[i][j]<<"\t"; cout<<endl;

int n[2][3],k;

for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<3;j++) {

cin>>k;

n[i][j]=k;

}

cout<<"输入数组为："<<endl; for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<3;j++)

cout<<n[i][j]<<"\t"; cout<<endl;

shuzu x(m);

shuzu y;

y=x+n;

y.show();

shuzu z;

z=x-n;

z.show();

getchar();

getchar();

return 0;

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}

程序2： #include<iostream>

#include<stdlib.h>

using namespace std;

class complex{

public:

complex(double r=0,double i=0);

friend complex operator+(complex &a,complex &b); void print()

{

cout<<"("<<real<<","<<imag<<")"<<endl;

}

private:

double real;

double imag;

};

complex operator+(complex &a,complex &b)

{

complex c;

c.real=a.real+b.real;

c.imag=a.imag+b.imag;

return c;

}

complex::complex(double r,double i)

{

real=r;

imag=i;

}

int main()

{

complex c1(2.5,3.7);

system("color 2C");

cout<<"第一个复数："<<endl;

c1.print();

complex c2(4.2,6.5);

cout<<"第二个复数："<<endl;

c2.print();

complex d;

d=c1+c2;

cout<<"相加后结果："<<endl;

d.print();

getchar();

getchar();

return 0;

}

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程序3：

#include<iostream>

#include<stdlib.h>

using namespace std;

class Container{

public:

Container(double r1)

{r=r1;}

virtual void s_v()

{

cout<<"计算图形表面积和体积："<<endl; }

protected:

double r;

};

class Sphere:public Container{

public:

Sphere(double r1):Container(r1)

{}

void s_v()

{

const double pi=3.14159262;

cout<<"球体的半径是："<<r<<endl;

cout<<"表面积是"<<4*pi*r*r<<endl;

cout<<"体积是："<<(4/3)*pi*r*r*r<<endl; }

};

class Cylinder:public Container{

public:

Cylinder(double r1,double h1):Container(r1) {

h=h1;

}

void s_v()

{

const double pi=3.14159262;

cout<<"圆柱体的半径是："<<r<<"高是："<<h<<endl; cout<<"表面积是"<<(2*pi*r*r+2*pi*r*h)<<endl; cout<<"体积是："<<h*pi*r*r<<endl;

}

private:

double h;

};

class Cube:public Container{

public:

Cube(double r1):Container(r1)

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{}

void s_v()

{

cout<<"正方体的边长是："<<r<<endl; cout<<"表面积是"<<6*r*r<<endl; cout<<"体积是："<<r*r*r<<endl; }

};

int main()

{

system("color 3D");

Sphere s1(2);

s1.s_v();

Cylinder c1(3,4);

c1.s_v();

Cube c2(5);

c2.s_v();

getchar();

getchar();

return 0;

}

程序4： #include<iostream>

#include<stdlib.h>

using namespace std;

class shape{

public:

shape(double x,double y)

{

a=x;

b=y;

}

virtual void area()=0;

protected:

double a;

double b;

};

class Circle:public shape{

public:

Circle(double x):shape(x,x)

{}

void area()

{

const double pi=3.14159262; cout<<"圆的半径是："<<a<<endl; 6

cout<<"面积是："<<pi*a*a<<endl;

}

};

class Rectangle:public shape{

public:

Rectangle(double x,double y):shape(x,y) {

}

void area()

{

const double pi=3.14159262;

cout<<"矩形的长是："<<a<<"宽是："<<b<<endl; cout<<"面积是："<<a*b<<endl;

}

};

class Triangle:public shape{

public:

Triangle(double x,double y):shape(x,y) {}

void area()

{

cout<<"三角形的底是："<<a<<"高是"<<b<<endl; cout<<"面积是："<<0.5*a*b<<endl;

}

};

int main()

{

system("color 3D");

shape *ptr;

Circle c1(2);

Rectangle r1(7,8);

Triangle t1(6,8);

ptr=&c1;

ptr->area();

ptr=&r1;

ptr->area();

ptr=&t1;

ptr->area();

getchar();

getchar();

return 0;

}

程序5：

#include<iostream>

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#include<stdlib.h>

using namespace std;

class shape{

public:

shape(double r1)

{r=r1;}

virtual void volume()=0;

protected:

double r;

};

class Sphere:public shape{

public:

Sphere(double r1):shape(r1)

{}

void volume()

{

const double pi=3.14159262;

cout<<"球体的半径是："<<r<<endl;

cout<<"体积是："<<(4/3)*pi*r*r*r<<endl; }

};

class Cylinder:public shape{

public:

Cylinder(double r1,double h1):shape(r1)

{

h=h1;

}

void volume()

{

const double pi=3.14159262;

cout<<"圆柱体的半径是："<<r<<"高是："<<h<<endl; cout<<"体积是："<<h*pi*r*r<<endl;

}

private:

double h;

};

class Cube:public shape{

public:

Cube(double r1):shape(r1)

{}

void volume()

{

cout<<"正方体的边长是："<<r<<endl;

cout<<"体积是："<<r*r*r<<endl;

}

};

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int main() {

}

system("color 3D"

); Sphere s1(2); s1.volume(); Cylinder c1(3,4); c1.volume(); Cube c2(5); c2.volume(); getchar(); getchar(); return 0;

四、调试与运行 程序1的运行结果：

程序2的运行结果：

程序3的运行结果： 9

程序4的运行结果：

程序5的运行结果：

五、实验总结：

1、学会了面向对象程序的多态性。掌握了运算符的重载和运用虚函数，当然对类的继承更加熟悉了，同时还学会了运用system函数调整运行界面的颜色，使运行结果更好看。

2、遇到了什么问题，如何解决的。

这次在写程序时，一时大意忘了写public，结果共有成员都变成私有的，在写主函数时，发现公有成员都无法访问。最后细心检查才发现问题。在写程序1时发现自己对运算符的重

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载还不太熟悉，只能翻翻书熟悉在写了。

3、实验中需要特别注意什么，有哪些细节和技巧。

在写程序前先不要急着写，应该先弄清楚所写的程序要运用哪些基本知识，自己如果对哪些知识不熟悉就得巩固一下，在按照题目要求弄清这个程序的思路，在写这样会减少很多不必要的麻烦。

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