《面向对象程序设计》
实验指导书
《面向对象程序设计实验》课程组
目录
实验预备 实验环境和工具使用，多文件应用程序的开发过程 实验一 类与对象
实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 I/O实验八
构造函数、析构函数 继承-单继承 继承-多继承
多态 -运算符重载
多态-虚函数 流与文件 模板
实验预备 实验环境和工具使用 多文件应用程序的开发过程
一、实验目的与要求
Visual C++提供了一个集源程序编辑、代码编译与调试于一体的开发环境，这个环境称为集成开发环境，对于集成开发环境的熟悉程度直接影响程序设计的效率，本实验通过学习Visual C++ 6.0界面的常用组成情况，并学习各种常用的窗口、菜单、按钮的意义和功能，并通过一些简单的程序设计，目的是使学生对用户界面、菜单和工具栏有一个全面的了解并掌握主要菜单命令。
了解Visual C++集成开发环境的界面组成； 理解菜单命令的含义 掌握“New:”菜单命令、“Breakpoints”菜单命令、“Build”菜单命令、“Source Brower”菜单命令、工具栏的定制和修改、联机帮助。 简单的程序设计
二、实验设备与平台
实验设备要求每个学生一台电脑，其中运行环境为VC++ 6.0系统。
三、实验内容及步骤 1.上机实验内容
Visual C++集成开发环境的用户界面识别； 新文件、新工程项目、工作区的创建； 设置、查看和删除断点； 编译和运行程序； 浏览资源信息；
工具栏的定制和修改； 联机帮助的使用；
熟悉Visual C++编写控制台模式程序的方法； 上机输入例题，调试并运行，并观察结果； 上机编写一个程序
实验1调试并编译程序。
在Visual C++下，编写控制台模式的程序和在DOS下编写程序相似，具有简单方便的特点，一般用于后台程序的编写。控制台模式下程序的编写有两种方法，一是创建一个C++源程序文件，二是创建一个控制台模式的工程。
⑴ 创建一个C++源程序文件
① 启动Visual C++，单击“File”菜单下的“New”菜单命令，出现“New”对话框。然后选择“Files”选项卡，在此选项卡的左侧，单击“C++ Source Files”：在选项卡的右侧，选择源程序存放的位置（location）以及源程序文件名(File),然后单击【OK】按钮。注意C++源程序文件的扩展名为.cpp。
② 在编辑区输入源程序，程序内容如下：
#include void main() { for(int i=0;i键或工具栏中的
（Build）按钮或者选择“Build”菜单命令，系统提示是否创建一个默认的工程工作区，单击【是】按钮即可。 ④ 系统开始编译源程序并链接相应的文件，如果没有错误则在集成开发环境下方的状态栏中出现下列提示“0error（s），0warning(s)”,此时可以按+键或按下状态栏中的按钮或者选择“Build”菜单的“Excute 1_1.exe”运行程序，然后观察程序运行结果。用户也可以在DOS（Windows98）下或控制台模式下（Windows2000或Windows XP）直接键入文件名“1_1.exe”也可以运行程序。 ⑵创建一个控制台模式的工程
① 启动Visual C++,单击“File”菜单下的“New”菜单命令，出现“New”对话框。然后选择“Projects”选项卡，在此选项卡的左侧，单击“Win32 Console Application”；在选项卡的右侧，选择工程文件存放的位置（location）以及工程文件名（Project Name）。然后单击【OK】按钮。
② 在“Win32 Console Application-Step 1 of 1”对话框中选择应用程序的类型“An empty project”，单击【Finish】按钮。 ③ 在集成开发环境的左侧单击“File View”属性页，右键单击“Source Files”，选择“Add Files to Folder„”。在“文件名”中填入文件名，此时也可以选择存在的文件。
④ 此时在“Source Files”左侧出现一个加号，单击加号，出现新的源程序文件“1_1.cpp”,双击此文件，在集成开发环境的右侧输入例1_1.⑤ 按照创建一个C++源程序文件的第④个步骤编译和运行程序。
图1-1 向工程中添加源程序文件
图1-2 选择添加的源程序文件的文件名与类型
实验一 类与对象
一、实验目的与要求
（1） 掌握类和对象的概念、定义和使用方法。 （2） 掌握不同特性对象成员的访问方法
二、实验设备与平台
实验设备要求每个学生一台电脑，其中运行环境为VC++ 6.0系统。
三、实验内容及步骤
（1）定义一个描述学生类，数据成员包括：姓名、性别、年龄；成员函数包括：输出各个数据成员的值，设置各个数据成员的值。
（2）求点到直线的距离。定义一个点类Point，数据成员包括：坐标点。成员函数包括：设置各个数据成员的值的构造函数Point(), 取得坐标值的函数Getx(),Gety(),设计一直线类Line，数据成员包括:直线系数a,b,c；成员函数包括：取得系数的函数Geta(),Getb(),Getc();构造函数Line（）；
• 说明：
• d=|a*x0+b*y0+c|/sqrt(a*a+b*b)
实验二 构造函数与析构函数
一、实验目的与要求
1.掌握构造函数和析构函数的使用方法。 2.掌握静态成员的使用方法。 3.掌握友员的使用方法。
二、实验设备与平台
实验设备要求每个学生一台电脑，其中运行环境为VC++ 6.0系统。
三、实验内容及步骤
(1)写出下列程序的执行结果，然后上机进行验证。用VC6的Debug的功能跟踪构造函数、析构函数和成员函数的执行顺序。 #include cla TEST {public: TEST() { cout
x = 2; y = 50; z = 9; } TEST( int a,int b,int c ) {
cout
x = a; y = b; z = c; } void display() {
cout
if ( a>b ) return a; else return b; } ~TEST( ) {
cout
cout
void main() { TEST obj1; obj1.display ( ) ; TEST obj2( 33, 20, 80); obj2.display(); } （3） 静态成员练习：书例子 cla tc {
（4） 友元练习：书例子
实验三 继承-单继承
一、实验目的及要求
1、掌握继承、基类和派生类的概念。
2、掌握初始化基类成员的方法。
3、掌握派生类对基类的继承。
二、实验设备与平台
1、硬件环境：微型计算机，
2、软件环境：Visual C++ 6.0;
三、实验内容及步骤
• 要求：设计点类、圆类和圆柱类，其中，圆类继承点类，圆柱类继承圆类。求：圆面积。圆柱表面积、体积。 • 圆的面积：S=PI*R*R • 周长：C= 2*PI*R • 圆柱表面积：A=2*PI*R*H+2*PI*R*R • =C*H+2*S • 圆柱体积： V=PI*R*R*H =S*H
• cla Point //点类 • { • protected: • double x,y; • public: • Point(double x0,double y0)； double Area()；
• }; • cla Circle:public Point { //圆类 • protected: • double r; //半径 • public: • Circle(double x0,double y0,double radius) • double Area() //计算圆的面积 •
• }; • cla Cylinder: public Circle { //圆柱体类 • double h; //高度 • public: • Cylinder(double x0=0,double y0=0,double height=0) { •
• double Area() //计算圆柱体的表面积 •
• double Volume() //计算圆柱体的体积 • } • };
思考：点，矩形，立方体？
•
•
radius=0, double
实验四 继承-多继承
一、实验目的及要求
1、掌握继承、基类和派生类的概念。
2、掌握初始化基类成员的方法。
4、掌握派生类对基类的继承。
二、实验设备与平台
1、硬件环境：微型计算机，
2、软件环境：Visual C++ 6.0;
三、实验内容及步骤
1阅读程序，写出实验结果。
#include \"stdafx.h\" #include \"iostream.h\" cla BASE1 {public: void show_i() { cout
j=y; } }; int main(int argc, char* argv[]) { DERIVED obj; obj.set(5,7); obj.show_i(); obj.show_j(); return 0; } 2 书上作业。Student,worker,s_w.
•
实验五 运算符重载
一、实验目的及要求
1、掌握用成员函数重载运算符的方法。
2、掌握用友元函数重载运算符的方法。
二、实验设备与平台
1、硬件环境：微型计算机，
2、软件环境：Visual C++ 6.0;
三、实验内容及步骤
1、定义一个复数类，通过重载运算符：“ *”，“/”，直接实现二个复数之间的乘除运算。编写一个完整的程序，测试重载运算符的正确性。要求乘法\"*\"用友元函数实现重载，除法\"/\"用成员函数实现重载。
分析：两复数相乘的计算公式为：(a+b i)*(c+d i)=(ac-bd )+(ad+bc) i 两复数相除的计算公式为：(a+b i)/(c+d i)=(ac+bd)/(c*c+d*d)+(bc-ad)/(c*c+d*d) i
2、定义一个分数类，通过重载运算符：“ *”，“/”，直接实现二个分数之间的乘除运算。编写一个完整的程序，测试重载运算符的正确性。要求乘法\"*\"用友元函数实现重载，除法\"/\"用成员函数实现重载。
实验六 多态性-虚函数
一、实验目的及要求
5、学习虚函数和纯虚函数的定义与使用方式。
6、理解抽象类的概念，学习如何用指针指向其他的派生类，实现多态性。
7、掌握抽象类的定义与使用方式，并注意指针的用法。
7、学习如何使用虚函数、纯虚函数、抽象类和实现类的多态性。
二、实验设备与平台
1、硬件环境：微型计算机，
2、软件环境：Visual C++ 6.0;
三、实验内容及步骤
1、虚函数的简单使用。
# include cla base { public: virtual void fh() {cout « \"In base cla \\ n \" ; } }；
cla subcla: public base { public: virtual void fn() { cout « \"In subcla \\ n \" ; } }；
void test( base &b) { b.fn（）; } void main( ) { base be; subcla sc; cout« \" Calling test(bc) \\ n \" ; test(bc); cout« \"Calling test（sc) \\ n \" ; test(sc); }
2、定义一个从正方形、球体和圆柱体的各种运算中抽象出一个公共基 container类，在其中定义表面积和体积的纯虚函数，分析：
定义一个派生于container类的正方体类cube,在类中都具有求表面积的和体积的重定义的成员函数。 定义一个派生于container类的球体类sphere，在类中都具有求表面积和体积的重定义的成员函数。
定义一个派生于container类的圆柱体类cylinder，在类中都具有求表面积和体积的重定义的成员函数。
实验八 模板
一、实验目的及要求
1．了解函数模板、类模板与模板函数、模板类的关系； 2．熟悉函数模板、类模板的声明与实例化过程； 3．掌握应用模板进行的程序设计
二、实验设备与平台
实验设备要求每个学生一台电脑，其中运行C程序环境为VC 6.0系统。
三、实验内容及步骤
模板的概念：
若一个程序的功能是对某种特定的数据类型进行处理，则将所处理的数据类型说明为参数，就可把这个程序改写为模板。模板可以让程序对任何其他数据类型进行同样方式的处理。
C++程序由类和函数组成，模板也分为函数模板（function template）和类模板（cla template）。因此，可以使用一个带有多种不同数据类型的函数和类，而不必显式记忆针对不同的数据类型的各种具体版本。
函数模板的一般定义形式是： template 返回类型 FunctionName (形式参数表) { //函数定义体 } 其中的类型形式参数表可以包含基本数据类型，也可以包含类类型。如果是类类型，则须在前面加上 cal 。
这样的函数模板定义，不是一个实实在在的函数，编译系统不为其产生任何执行代码。该定义只是对函数的描述，表示它每次能单独处理在类型形式参数表中说明的数据类型。 当编译系统发现有一个函数调用： FunctionName (实在参数表); 将根据实在参数表中的类型，确认是否匹配函数模板中对应的形式参数表，然后生成一个重载函数。该重载函数的定义体与函数模板的函数定义体相同，而形式参数表的类型则以实在参数表的实际类型为依据。该重载函数称为模板函数(template function)。
注意：函数模板与模板函数的区别在于，函数模板是模板的定义，定义中用到通用类型参数。模板函数是实实在在的函数定义，它由编译系统在碰见具体的函数调用时所生成，具有程序代码。
实验1：用函数模板方法编写程序，对给各种不同类型的三个数分别求最大数。 要求：编程序上机通过，写出运行结果。
实验2: 用函数模板方法编写程序，对给各种不同类型的两个数的和。
要求：编程序上机通过，写出运行结果。
实验七 I/O流与文件
一、实验目的与要求
（1） 掌握流的概念。
（2） 掌握文本文件和二进制文件的使用方法。
二、实验设备与平台
1、硬件环境：微型计算机，
2、软件环境：Visual C++ 6.0;
三、实验内容与步骤：
（1） #include void main( ) { double values[ ]={1.44,36.47,625.7,4096.24}; for(int i=0;i
cout #include void main( ) { double values[ ]={1.44,36.47,625.7,4096.24}; char*names[ ]={\"Rose\",\"John\",\"Alice\",\"Mary\"}; for(int i=0;i
(3)建立一个文本文件“textfile.txt”（内容由读者选定），然后显示该文件， (4) 建立若干个结构体类型的学生数据。要求
（1）键盘输入学生的信息，学生的属性包括学号、姓名和成绩， （2）用文件流中write函数将学生的信息写入文件D:\\student.dat (3)将student.dat中所有的数据读到内存中并显示输出在屏幕上。（10分） 编写程序上机完成如下工作： Struct student {
Int num; Char name[20]; Float score; }stu[10]; Main() { //用键盘输入
For(int i=0;i>。。。。。。。 //写入文件中
Ifstream ifile(“d:\\student.dat”,ios::binary);//建立文件，并打开 if(!ifile.fail()) //异常处理 { cerr
For(int i=0;i
Ofstream ofile(“d:\\student.dat”,ios::binary); For(int i=0;i
Cout
实验六 综合应用程序一
一、实验目的
本实验是对前面所学知识的总结，通过一个比较完整的应用程序的设计，将学过的知识连贯起来，掌握开发一个实际应用程序的步骤，同时学会使用开发工具实现界面友好的应用程序。并通过本实验，掌握如何运用面向对象技术对具体的应用系统进行分析和设计。
二、基本知识点
1、类和对象的定义、对象的初始化和使用
2、面向对象的继承机制
3、虚函数与多态性
4、运算符重载
5、文件的使用
6、算法的使用
三、基本要求
1、理解面向对象的特性
2、掌握面向对象程序设计的开发方法
3、有一定的分析问题和解决问题的能力
4、根据学过的知识点，充分利用已有的开发工具和素材，使程序编写具有更高的效率，能真正地解决实际问题。
四、实验内容：
可以在多个题目中选择一个：
1、编写一本通信录
2、模拟简单计算器
3、简单的管理系统的设计：如人事、工资、学生成绩等。（要求部分功能实现）。
五、学生实验报告要求
1、实验步骤
1）设计确定类的结构及各类之间的关系，注意成员变量和函数的性质（共有、私有或保护），哪些函数需要动态（定义为虚拟函数）。
2）创建系统项目（解决方案, Project）。
3）按上述结构定义各类，在构造函数中对成员变量进行初始化。 4）定义各类中的成员函数 5）对用到的算法进行描述
2、完成编写相关实验代码
3、对实验结果进行分析
4、对本次实验要有总结
注意：要求在系统设计阶段对数据结构（主要是类的结构及类之间的联系）进行分析研究，充分利用面向对象的特性，使类结构尽可能合理和高效。
