C语言/C++ 之 类的基本操作和运算符的重载的设计与实验（3/5）

一、实验目的： 1.了解面向对象的程序设计的特点、思想，了解类的封装性和信息隐蔽。 2.掌握类和对象的定义和作用，熟练应用类和对象。 3.掌握类的成员函数的定义，熟练定义、应用类的成员函数。 4.掌握对象成员的引用，熟练应用对象成员的引用。 5.掌握构造函数、析构函数，要求熟练应用。

二、实验内容 读程序，分析它执行后的输出结果，并上机进行测试验证。 程序代码： #include <iostream.h> #include <string.h> class MyClal {  char  *str;   public:       MyClal(char *s);       MyClal()       {  cout<<"Destructor:Destroying=>"<<str<<"\n";          delete str; }       void print(){cout<<"------printed by=>"<<str<<endl;}}; MyClal::MyClal(char *s) {   cout<<"Constructor:Initializing=>"<<s<<"\n";     str=new char[strlen(s)+1];     strcpy(str,s);} MyClal IO("Global IO"); void main() {   IO.print();     MyClal I1("function_Local I1");     int cond=2;     I1.print();     while(cond)     {  cout<<"In block.\n";        MyClal I2("Block_Local I2");        I2.print();        static MyClal I3("Static I3");        cond--;  }     cout<<"Exited block.\n";} 程序测试及运行结果： 编程实现：设计一个职工类Person，一个系有若干个职工，按职务分为系主任、室主任和职工，给出他们之间的领导关系。 程序代码： #include<iostream.h> #include<stdio.h> #include<string.h> class Person    //定义person类 { char name[10];  //分别定义个char型的 name 和prof数组用储存姓名和职务 char prof[10]; Person *leader; public: Person(){strcpy(name,"\0"); } Person(char n[],char p[]) { strcpy(name,n); strcpy(prof,p); leader=new Person;//jia} void setleader(Person &p){leader=&p;} // 将对象引用作为参数 char *getname(){ return name;}//返回职工姓名 Person *getleader() { return leader;//返回领导者姓名 } void disp()   //依次输出姓名和职务的调用函数 { printf("%10s %10s%",name,prof); }}; void main() { Person p[]={Person("王华","室主任"),Person("李明","职工"), Person("陈强","系主任"),Person("章城","职工"), Person("张伟","室主任"),Person("许源","职工") }; p[0].setleader(p[2]); p[1].setleader(p[0]); p[3].setleader(p[4]); p[4].setleader(p[2]); p[5].setleader(p[4]);//进行员工的和领导的排序 printf("      姓名     职务     领导姓名\n"); printf("------------------------------\n"); for(int i=0;i<6;i++) { p[i].disp(); //循环 输出姓名和职务 printf("%10s\n",(p[i].getleader())->getname()); //循环输出领导姓名 }} 程序测试及运行结果： 编程实现：定义如下形式的类模板myTmplt，其实例化后的类对象的数据成员由三元组(x,y,z)所构成，而数据的类型则为可变化的类型T(并假设T为可比较大小的某种类型)。模板中还设有其他几个成员函数，用于对三元组数据进行指定处理。 程序代码： #include<iostream> using namespace std; template <class T>class myTmplt {     T x,y,z;     public:        myTmplt(T x0,T y0,T z0){x=x0;y=y0;z=z0;}    //构造函数       T max()        //求三个数据中份成员的最大者 {     int d;     if(x>y)        d=(x>y)?x:y;     else        d=(y>z)?y:z;//排序语句     return d; };       bool order()   //三个数据成员从小到大是否有序       { return(x<y && x<y && x<y)? true:false;  };       void print()              //屏幕显示 输出       {  cout<<x<<" "<<y<<" "<<z<<endl;}; }; int main() {  myTmplt<int>s1(1,2,5);    s1.print();    cout<<"s1.max="<<s1.max()<<endl; if(s1.order())     cout<<"s1.order()=>OK!"<<endl; myTmplt<char>s2('A','t','f'); s2.print();    cout<<"s2.max="<<s2.max()<<endl; if(s2.order())     cout<<"s2.order()=>OK!"<<endl; } 程序测试及运行结果： 编程实现：有一个学生类student，包括学生姓名、成绩，设计一个友元函数，输出成绩对应的等级：≥90，优；80～89，中；70～79，中；60～69，及格；<60，不及格。 程序代码： #include<iostream>//头文件 #include<cstring> #include<iomanip> using namespace std;//命名空间 class student//定义student类 { char name[10];//定义存储姓名的数组 int deg; char level[7];//储存成绩的数组 public: student(char na[],int d) { strcpy(name,na);//字符串复制 deg=d;//私有数据 } char *getname(){ return name;} friend void trans(student &s)//定义友元函数 {//等级判断 if(s.deg>=90) strcpy(s.level,"优"); else if(s.deg>=80) strcpy(s.level,"良"); else if(s.deg>=70) strcpy(s.level,"中"); else if(s.deg>=60) strcpy(s.level,"及格"); else strcpy(s.level,"不及格"); } int disp( ) { cout<<setw(10)<<name<<setw(6)<<deg<<setw(8)<<level<<endl; }}; int main( ) { student st[]={student("王华",78),student("李明",92),student("张伟",62),student("孙强",88)}; cout<<"输出结果:"<<endl; cout<<setw(10)<<"姓名"<<setw(6)<<"成绩"<<setw(8)<<"等级"<<endl; for (int i=1;i<4;i++)//循环输出 {  trans(st[i]);        st[i].disp();     } return 0;} 程序测试及运行结果： 编程实现：定义一个复数类Complex，重载运算符“+”、“-”、“*”、“/”，使之能用于复数的加减乘除运算。编写程序，分别求两个复数的和、差、积和商。 程序代码： #include<iostream>//头文件 using namespace std;//命名空间 class Complex//定义复数complex类 {public://数据成员为公有 Complex(){real=0;imag=0;} Complex(double r,double i){real=r;imag=i;} Complex operator+(Complex &c2);//定义四则运算的重载运算符 Complex operator-(Complex &c2); Complex operator*(Complex &c2); Complex operator/(Complex &c2); void display(); private://数据成员为私有  double real;//实部  double imag;//虚部 }; Complex Complex::operator +(Complex &c2)//重载运算符为"+" {Complex c; c.real=real+c2.real; c.imag=imag+c2.imag; return c; } Complex Complex::operator -(Complex &c2)//重载运算符为"-" {Complex c; c.real=real-c2.real; c.imag=imag-c2.imag; return c; } Complex Complex::operator *(Complex &c2)//重载运算符为"*" {Complex c; c.real=real*c2.real; c.imag=imag*c2.imag; return c; } Complex Complex::operator /(Complex &c2)//重载运算符为"/" {Complex c; c.real=(real*c2.real+imag*c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); c.imag=(imag*c2.real-real*c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); return c; } void Complex::display() {cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl; } int main()//主函数 {Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3; c3=c1+c2; cout<<"c1+c2="; c3.display(); c3=c1-c2; cout<<"c1-c2="; c3.display(); c3=c1*c2; cout<<"c1*c2="; c3.display(); c3=c1/c2; cout<<"c1/c2="; c3.display(); return 0;} 程序测试及运行结果： 编写程序：定义一个字符串类String，用来存放不定长的字符串，重载运算符“==”、“<”和“>”，用于两个字符串的等于、小于和大于的比较运算。 程序代码： #include<iostream> #include<cstring> using namespace std; class String {public:        String()//定义默认构造函数        {   p=NULL;}        String(const char *str);//声明构造函数        void display();//声明输出p所指向的字符串函数        friend bool operator>(String &string1,String &string2);//声明运算符重载函数为友元函数        friend bool operator<(String &string1,String &string2);//声明运算符重载函数为友元函数        friend bool operator==(String &string1,String &string2);//声明运算符重载函数为友元函数     private:        const char *p;//字符型指针，用于指向字符串 }; String::String(const char *str)//定义构造函数 {p=str;//使p指向形参字符串 } void String::display()//定义输出p所指向的字符串函数 {   cout<<p;} bool operator>(String &string1,String &string2)//对运算符">"重载 {if(strcmp(string1.p,string2.p)>0)        return true;     else         return false;} bool operator<(String &string1,String &string2)//对运算符"<"重载 {if(strcmp(string1.p,string2.p)<0)         return true;     else        return false;} bool operator==(String &string1,String &string2)//对运算符"=="重载 {if(strcmp(string1.p,string2.p)==0)        return true;     else        return false;} void compare(String &string1,String &string2) {if(operator>(string1,string2)==1)     {string1.display();        cout<<">";        string2.display();        cout<<endl;}     else if(operator<(string1,string2)==1)     {string1.display();        cout<<"<";        string2.display();        cout<<endl;}     else if(operator==(string1,string2)==1)     {string1.display();        cout<<"==";        string2.display();        cout<<endl;}} int main() {String string1("Hello"),string2("Book"),string3("Computer"),string4("Hello");//定义对象     compare(string1,string2);     compare(string2,string3);     compare(string1,string4);     return 0; }   程序测试及运行结果： 编写程序。定义一个二维方阵类matrix。通过重载二元运算符“+”、“-”、“*”和一元运算符“~”，来实现矩阵加、矩阵减、矩阵乘以及矩阵转置。 程序代码： #include<iostream>//头文件 using namespace std;//命名空间 class Matrix {friend ostream& operator<<(ostream& out, Matrix& M); //重载<<运算符 friend istream& operator>>(istream& in,Matrix& M); //重载>>运算符 public: Matrix(int r,int c); Matrix operator+(Matrix &M) ; Matrix operator-(Matrix &M); Matrix operator*(Matrix &M); int GetCounts() {return rows*cols;} private: int rows, cols; //定义矩阵的行数rows，列数cols double *m; //矩阵中实际(物理)按行存放的元素}; Matrix::Matrix(int r,int c) {rows=r,cols=c; m=new double[rows*cols];} istream& operator>>(istream& in,Matrix& M) //输入流重载 {int i; for(i=0;i<M.rows*M.cols;i++) {in>>*(M.m+i);} return in;} ostream& operator<<(ostream& out,Matrix& M) //输出流重载 {int i,j=0; for(i=0; i<M.rows*M.cols; i++) {if(j==M.cols) j=0,out<<endl; out<<" "<<*(M.m+i); j++; }return out; }Matrix Matrix::operator+(Matrix &M) {int i; Matrix tempM(rows,cols); for(i=0;i<rows*cols;i++) *(tempM.m+i)=*(m+i)+*(M.m+i); return tempM;} Matrix Matrix::operator-(Matrix &M) {int i; Matrix tempM(rows,cols); for(i=0;i<rows*cols;i++) *(tempM.m+i)=*(m+i)-*(M.m+i); return tempM; }Matrix Matrix::operator*(Matrix &M) {int i,j,t,k=0; Matrix tempM(rows,cols); for(i=0; i<rows*cols; i+=cols) for(j=0;j<cols;j++) for(t=0,*(tempM.m+k)=0;t<cols;t++) *(tempM.m+k)=*(tempM. m+k)+*(m+i+t)**(M.m+j+t*rows); }int main() {Matrix A(3,3); Matrix B(3,3); Matrix C(3,3); cout<< "输入第一个矩阵的"<<A.GetCounts()<<"个数:"<<endl;cin>>A; cout<<"输入第二个矩阵的"<<B.GetCounts()<<"个数:"<<endl;cin>>B; C=A+B; cout<<endl<<"矩阵之和:"<<endl; cout<<C<<endl; cout<<endl<<"矩阵之差:"<<endl; C=A-B; cout<<C<<endl; C=A*B; cout<<endl<<"矩阵之积:"<<endl; cout<<C<<endl<<endl;} 程序测试及运行结果：

分析与讨论： 对象的赋值和复制有什么区别？ 答：赋值是必须先定义一个对象,然后用一个已有值的对象去给这个对象赋值,而对象的复制是从无到有的建立一个对象并赋值。 复制构造函数的作用是什么？ 答：复制构造函数中，可以对数据成员进行其他处理，表示我引用了构造函数，在复制构造函数中，进一步操作，此时构造函数不变。 如果A类是B类的友元，B类是C类的友元，那么A类是C类的友元吗？ 答：友元的关系是不能传递的，所以类A不是类C的友元。 4、使用静态数据成员有什么特点和优势？ 答：静态成员的特点：不管类创建多少个对象，其静态成员在内存中只保留一份副本，这个副本为该类的所有对象所共享。 静态数据成员优势：不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性且可以实现信息隐藏。 双目运算符如何对类的对象进行运算？ 答：利用友元函数重载流操作符​​​​或者定义在类外部，使用类的成员函数暴露对类成员的访问。 6、哪些运算符是不允许重载的？ 答：1、.(成员访问运算符)2、.*(成员指针访问运算符)3、::(域运算符)4、sizeof(长度运算符)5、?:(条件运算符） 7、为什么算术运算符“+”“－”“*”“/”应该重载为友元函数? 答：重载为成员函数不能满足使用要求，重载为普通函数又不能访问类的私有成员，所以需要将运算符重载为友元。