实验目的和要求
了解成员函数的特性，掌握静态成员、友元等概念。
实验内容
1、调试下列程序，写出输出结果，并分析输出结果。
程序如下：
//sy4_1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class My
{
public:
My(int aa)
{
A=aa;
B-=aa;
}
static void fun(My m);
private:
int A;
static int B;
};
void My::fun(My m)
{
cout<<"A="<<m.A<<endl;
cout<<"B="<<B<<endl;
}
int My::B=100;
int main()
{
My p(6),Q(8);
My::fun(p);
Q.fun(Q);
return 0;
}
程序运行结果如下：
结果分析如下：
程序分析：非静态数据成员从属于某个对象，而静态数据成员从属于整个类。 执行语句 1 调用构造函数，使得对象 P ,Q 的数据成员 A 的值分别是 6 和 8，因 此 fun( )中输出数据成员Ａ的值分别是６和８。 数据成员Ｂ的值的初始值是100，执行语句１，创建对象Ｐ时，Ｂ的值改变为94，再创建对象Ｑ时，Ｂ的又有被修改为86，因此fun（ ）中输出数据成员Ｂ 的值都是86。
2、分析并调试程序，完成下列问题。
//sy4_2.cpp
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class My
{
public:
My(double i=0){x=y=i;}
My(double i,double j){x=i;y=j;}
My(My&m){x=m.x;y=m.y;}
friend double dist(My&a,My&b);
private:
double x,y;
};
double dist(My&a,My&b)
{
double dx=a.x-b.x;
double dy=a.y-b.y;
return sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
int main()
{
My m1,m2(15),m3(13,14);
My m4(m3);
cout<<"The distance1:"<<dist(m1,m3)<<endl;
cout<<"The distance2:"<<dist(m2,m3)<<endl;
cout<<"The distance3:"<<dist(m3,m4)<<endl;
cout<<"The distance4:"<<dist(m1,m2)<<endl;
return 0;
}
（1）指出所有的构造函数，它们在本程序中分别起什么作用？
答：类中共有３个构造函数 My ( double i=0 ); My ( double i , double j ); My ( My&m ); 第一个构造函数用来初始化对象 m1 和对象 m2，第二个构造函数用来初始化对 象 m3，第三个是拷贝构造函数，用来初始化对象 m4。
（2）指出设置默认参数的构造函数。
答： 类中设置默认参数的构造函数为 My ( double i=0 )。
（3）指出友元函数，将友元函数放在私有部分，观察结果是否有变化。
答：函数 dist( )为友元函数。将其放到私有部分，编译程序发现结果仍然是正确的。 因为友元函数是一个在类里声明的普通函数， 声明的位置可以在类的任何部位， 既 可以在 public 区，也可在 protected 区和 private 区，意义完全一样。
（4）写出输出结果，并分析输出结果。
程序运行结果如下：
结果分析：友元函数 dist( )的主要作用是求两点之间的距离。
3、定义一个Student类，在该类定义中包括一个数据成员score（分数）、两个静态数据成员total（总分）和学生人数count；成员函数scoretotalcount(float s)用于设置分数、求总分和累计学生人数；静态成员函数sum()用于返回总分；静态成员函数average()用于求平均值。在main()函数中，输入某班同学的成绩，并调用上述函数求全班学生的总分和平均分。（sy4_3.cpp）
编写程序如下：
//sy4_3.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class student
{
public:
void scoretotalcount(float s);
static float sum();
static float average();
private:
float score;
static float total;
static int count;
};
float student::total=0;
int student::count=0;
void student::scoretotalcount(float s)
{
score=s;
total+=score;
count++;
}
float student::sum(){return total;}
float student::average(){return total/count;}
int main()
{
float s;
int n;
student a[10];
cout<<"请输入学生的人数: ";
cin>>n;
cout<<"请输入学生成绩: ";
for(int i(0);i<n;i++)
{
cin>>s;
a[i].scoretotalcount(s);
}
cout<<"班级总分为:";
cout<<student::sum()<<endl;
cout<<"班级平均分为:";
cout<<student::average()<<endl;
return 0;
}
程序运行结果如下：
4、声明Book与Ruler两个类，二者都有weight属性，定义二者的一个友元函数totalWeight(),计算二者的重量和。（sy4_4.cpp）
编写程序如下：
//sy4_4.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class Ruler;
class Book
{
public:
Book(int i=0){weight=i;}
friend float totalWeight(Book&m,Ruler&n);
private:
float weight;
};
class Ruler
{
public:
Ruler(int j=0){weight=j;}
friend float totalWeight(Book&m,Ruler&n);
private:
float weight;
};
float totalWeight(Book&m,Ruler&n)
{
return m.weight+n.weight;
}
int main()
{
int i,j;
cout<<"Book weight:";
cin>>i;
cout<<"Ruler weight:";
cin>>j;
Book B(i);
Ruler R(j);
cout<<"totalweight:"<<totalWeight(B,R)<<endl;
return 0;
}
程序运行结果如下：
分析与讨论
1、如何定义静态数据成员和成员函数？
答：静态成员是一种特殊的类成员，在类的范围内所有对象共享该数据。静态成员包括静态数据成员和静态成员函数，其定义格式为：static < 静态成员的定义 >；
2、如何对静态成员函数初始化？
答：静态成员数据的初始化与一般数据成员不同， 它的初始化不能在构造函数中进行。 静态数据成员初始化在类体外进行，其格式为： < 数据类型 > < 类名 >:: < 静态数据成员名 > = < 初始值 >；
3、静态成员函数访问静态成员与非静态成员有何区别？
答：由于静态成员函数没有 this 指针，它只能直接访问该类的静态数据成员，静态成 员函数和类以外的函数和数据， 访问类中的非静态数据成员必须通过参数传递方式得到 对象名，然后通过对象名来访问。
4、如何调用静态成员函数？
答：调用静态成员函数的格式为： < 类名 > :: < 静态成员函数名 > ( < 参数表 > );
5、如何理解“静态成员不是属于某个对象的，而是属于类的所有对象的。”这句话？
答：从实验内容的第 1 题的输出结果可以看出，无论是对象 P 还是对象 Q 修改静态成员 B，都是对同一个 B 的修改。可见静态成员 B 不是只属于对象 P,也不是只属于对 象 Q,而是属于类的所有对象。
6、比较友元函数与一般函数在定义和调用方面的异同。
答：与一般函数的定义不同，友元函数的声明在类中，并在前面加上关键字 friend； 但友元函数的调用形式与一般函数完全相同。
实验小结
本次实验是关于静态成员与友元，首先我们要了解静态成员与友元的特性，然后要掌握静态成员、友元的概念。静态成员是一种特殊的类成员，在类的范围内所有对象共享该数据，而友元函数与一般函数的定义不同，友元函数的声明在类中，并在前面加上关键字 friend。看到一个程序，我们要先读懂程序，其次再去分析程序中的每一条关键语句，遇到程序出错时，要知道错在哪里，根据运行出来的提示去修改 ，有些错误我们可能读不懂所以不知道怎么去修改，我们可以把它记下来然后上课的时候去问老师。在本次实验中，我遇到了一个问题，我在做实验内容2里的程序时，提示我的错误我不知道怎么去理解，经过多次修改得到了运行结果，做任何事我们要用于尝试，不要一遇到问题就放弃。