2023年面向对象程序设计实验指导书实.doc

实验二 类与对象㈡——对象初始化、对象数据与指针
一、实验目的
1．理解构造函数、析构函数的意义及作用，掌握构造函数、析构函数的定义及调用时间，熟悉构造函数的种类；
2．理解this指针及使用方法，熟悉对象数组、对象指针、对象引用的定义及使用方法，熟悉对象作为函数参数的使用方法；
3．熟悉类与对象的应用及编程。
二、实验学时
课内实验：2课时 课外练习：2课时
三 本实验涉及的新知识
㈠ 构造函数与析构函数
在C++中，提供了两个特殊的成员函数，即构造函数和析构函数。
构造函数用于对象的初始化，即在定义一个类对象时，计算机在给对象分派相应的存储单元的同时，为对象的数据成员赋初值。
析构执行的是与构造函数相反的操作，用于撤消对象的同时释放对象所占用的内存空间。
1．构造函数
⑴ 构造函数的定义
格式：
类名（形参表）
{ 构造函数体 }
⑵ 构造函数的调用
构造函数的调用是在定义对象时调用的。
格式：类名 对象名（实参表）;
类名 对象名=构造函数名（实参表）;
⑶ 说明
① 构造函数必须与类同名。
② 构造函数没有返回值，但不能在构造函数前加void类型符（其他没有返回值的成员函数必须加类型符void）。
③ 在实际应用中，在定义类时通常应定义一至多个构造函数(重载)，以对各数据成员进行初始化；假如不给出构造函数，系统将自定义一个构造函数。
④ 构造函数可以可以带参数，也可不带任何参数（称无参构选函数），还可以使用缺省参数。
⑤ 不能象普通成员函数同样单独调用。
2．析构函数
⑴ 析构函数的定义
格式：
~类名（void）
{ 析构函数体 }
⑵ 析构函数的调用
析构函数是在撤消对象时自动调用的。
⑶ 说明
⑴ 析构函数与构造函数的名字相同，但在其前面加上“~”，假如未定义析构函数，系统将自定义一个析构函数。
⑵ 析构函数没有参数、没有返回值，也不能重载。
⑶ 对于大多数类而言，可以缺省析构函数的定义，但是，当类的数据成员中使用指针变量，在构造函数中用new动态分派内存空间时，应显式定义析构函数，用delete释放已分派的内存空间。
3．拷贝构造函数（复制构造函数）
⑴ 拷贝构造函数的定义
格式：
类名（[const] 类名 &对象名）
{ 拷贝构造函数体 }
⑵ 拷贝构造函数的调用
拷贝构造函数是在对象间互相赋值时自动调用的。
格式：目的对象名=源对象名;
目的对象名(源对象名);
⑶ 说明
① 拷贝构造函数无返回值，也不能有void。
② 假如不定义拷贝构造函数，系统会自定义一个拷贝构造函数，实现对数据成员的拷贝。
③ 默认拷贝构造函数是一种浅拷贝，当在类中定义有指针数据成员，用new分派内存空间时，通常应显示定义相应的拷贝构造函数。
㈡ 对象数组与对象指针
1．对象数组
⑴ 可以定义对象数组解决多个对象。
⑵ 可以用缺省参数构造函数为对象数组赋初值。
2．对象指针
可以使用指针来使用对象或对象数组。方法：
⑴ 定义对象指针；
⑵ 将指针指向某一对象（或对象数组）；
⑶ 用指针使用用对象（或对象数组元素）：对象指针->公有成员
3．对象引用
可以定义对象的引用，其引用名即为对象的别名。
4．this指针
⑴ C++提供了一个特殊的对象指针，称为this指针。
⑵ this指针为成员函数所属对象的指针，指向对象的首地址。
⑶ this指针是一种隐含指针，隐含于每个类的成员函数中，即调用某成员函数时，都将自动产生一个this指针。
⑷ 调用this指针格式：this->成员名
⑸ this指针通常采用隐式调用，即在类内部直呼其名。
⑹ this指针是系统自定义的，用户不能再定义
㈢ 对象作为函数的参数
在C++中，可以用对象作为函数的形参或实参。重要有以下形式：
1．形参、实参均为对象，其参数的传递为对象的值，即为传值调用。
2．形参为对象指针，实参为对象指针或对象地址，其参数的传递为对象的地址，即传址调用。
3．形参为对象引用，实参为对象，形参是实参对象的别名，即传址调用。
4．形参、实参为对象指针或对象数组，为传址调用。

四、实验内容
㈠ 验证及认知实验
按规定调试下列程序，并回答相关问题。
程序1（exp_201.cpp）
#include<iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass (void)
{ cout<<"constructing!"<<endl;}
~ Myclass (void)
{ cout<<"destructing!"<<endl;}
};
void main()
{ Myclass ob;}

问题：
⑴ 运营程序的输出结果为：

⑵ 该输出结果说明构造函数Myclass ( )是在 执行的，而析构函数~ Myclass ( )是在是在 执行的。
⑶ 将main( )中的“Myclass ob;”改为：“Myclass ob[2];”后，运营程序的输出结果为：

⑷ 将main( )中的 “Myclass ob[2];”改为：“Myclass *ob;ob=new Myclass[2];”后，运营程序的输出结果为：

⑸ 在⑷的基础上，在程序的末尾加入：“delete [ ]ob;”后，运营程序的输出结果为：

⑹ 比较⑶—⑸的输出结果，说明：
。
程序2（exp_202.cpp）
#include<iostream.h>
class A
{ private:
int a,b;
public:
A(void)
{ a=0;b=0;}
A(int x1,int x2)
{a=x1;b=x2;}
A(A &ob)
{ a=ob.a;b=ob.b;
cout<<"拷贝构造函数被调用！"<<endl;
}
void print(void)
{ cout<<"a="<<a<<" b="<<b<<endl;}
};
void main()
{ A ob1(20,30),ob;
A ob2(ob1);
ob2.print();
// ob=ob1;
// ob.print();
}
问题：
⑺ 运营该程序的输出结果为：

⑻ 程序中的成员函数A(A &ob)称为 ，该函数的执行时间是在执行 被调用的。
⑼ 将main()中的“A ob2(ob1);”改为“A ob2=ob1;”，重新运营程序，观测输出结果，说明拷贝构造函数也可在 时调用。
⑽ 将main()函数中加注释的语句去掉前面的“//”，重新运营程序，观测输出结果，说明执行“ob=ob1;”时 调用拷贝构造函数，因素是“ob=ob1;”只是对象的 。
㈡ 知识应用实验
1．分析下列程序，写出程序的输出结果，再上机运营程序验证其对的性，假如不对的，请认真分析犯错因素。
你分析的程序输出结果是：
程序3（exp_203.cpp）
#include<iostream.h>
class Myclass
{ private:
int a,b;
public:
Myclass(int x1=0,int x2=0)
{a=x1;b=x2;
cout<<"构造函数被调用！"<<endl;
}
~Myclass()
{cout<<"析构函数被调用！"<<endl;}
Myclass(Myclass &ob)
{ a=ob.a;b=ob.b;
cout<<"拷贝构造函数被调用！"<<endl;
}
void print(void)
程序的实际输出结果是：
{ cout<<"a="<<a<<" b="<<b<<endl;}
};
void func1(Myclass ob)
{ cout<<"func1: ";
ob.print();
}
void func2(Myclass *ob)
{ cout<<"func2: ";
ob->print();
}
void func3(Myclass &ob)
{ cout<<"func3: ";
ob.print();
}
void main()
{ Myclass ob(10,10);
cout<<"main: ";ob.print();
cout<<"调用func1："<<endl;
func1(ob);
cout<<"调用func2："<<endl;
func2(&ob);
cout<<"调用func3："<<endl;
func3(ob);
cout<<"main: ";ob.print();
}
2．完善、调试通过下列程序，并按所规定回答问题。
程序4（exp_204.cpp）
#include<iostream.h>
#include<string.h>
class person
{ private:
char *name;
public:
person(char *pn);//构造函数声明
~person(void); //析构函数声明
person(const person &ob);//拷贝构造函数声明
char *get_name(void)
{ return name;}
void print_name(void);
};
① ::person(char *pn) //定义构造函数，为name提供值
{ name= ② ;
if(name!=NULL)
③ ;
}
① ::~person(void)//显示定义析构函数
{ delete []name;
}
① ::person(const person &ob) //定义拷贝构造函数
{ name= ④ ;
if(name!=NULL)
⑤ ;
}
void person::print_name(void)
{cout<<name<<endl;}

void main(void)
{ person p1("张三");
person p2=p1;
cout<<"姓名:";p1.print_name();
cout<<"姓名:";p2.print_name();
}
问题：
⑾ 程序中①处应为 ；
②处应为 ；
③处应为 ；
④处应为 ；
⑤处应为 ；
程序5（exp_102.cpp）
//头文献“hscore.h”内容：定义一个成绩类：最多可以解决10科成绩及平均成绩
const int M=10;
class score
{ private:
float sc[M],aver; //表达M科成绩的数组及平均成绩
int m; //表达实际考试科数
public:
score(void); //无参构造函数
score(float x[],int n); //构造函数重载——初始化成绩
void set_score(float x[],int n); //提供成绩
float get_score(int i) //得到第i科成绩
{return sc[i];}
float get_aver(void) //得到平均成绩
{return aver;}
void print_score(void);
};
score::score(void) //无参构造函数
{ int i;
m=M;
for(i=0;i<m;i++)
sc[i]=0;
aver=0;
}
score::score(float x[],int n) //构造函数重载——初始化成绩
{ int i;float sum=0;
m=n;
① ;
aver=sum/m;
}
void score::set_score(float x[],int n) //提供成绩
{ int i;float sum=0;
m=n;
② ;
aver=sum/m;
}
void score::print_score(void) //输出成绩、平均成绩
{ int i;
for(i=0;i<m;i++)
cout<<" "<<sc[i];
cout<<" "<<aver<<endl;
}
问题：
⑿ 完善类的定义，程序中，①处应改为：

② 处应改为：

//程序“exp_205.cpp”：用成绩类“score”解决成绩：任意个学生，任意科（不超过10科）
#include<iostream.h>
#include"hscore.h"//调入成绩score类的定义头文献
void input(score *p,int n,int m); //普通函数：输入学生成绩
void print(score *p,int n,int m); //普通函数：输出学生成绩
score &average(score *p,int n,int m); //普通函数：平均成绩计算
void sort(score *p,int n,int m);//普通函数：按平均成绩排序
void main(void)
{ int n,m;
cout<<"学生人数：";cin >>n;
cout<<"考试科数：";cin>>m;
score *p,aver;
p= ① ; //动态数组：用于解决n个学生成绩
if(p==NULL)
{ cout<<"内存分派失败！"<<endl;
return ;
}
input( ② ); //调用输入成绩函数
print( ② ); //调用输出成绩函数
aver=average( ② ); //调用平均值计算函数
aver.print_score(); //输出各科平均成绩
sort ② ); //成绩排序
print( ② ); //调用输出成绩函数
③ ; //释放内存
}

void input(score *p,int n,int m)
{ int i,j;float x[M];
for(i=0;i<n;i++)
{ cout<<"第"<<i+1<<"个学生成绩："<<endl;
for(j=0;j<m;j++)
{ cout<<"第"<<j+1<<"科成绩：";
cin>>x[j];
}
④ ; //为某个学生对象提供成绩
}
}
void print(score *p,int n,int m) //成绩输出函数
{ int i;
for(i=0;i<n;i++)
⑤ ;//输出某学生的成绩
}

score &average(score *p,int n,int m) //用返回引用的方法
{ int i,j; float s[M]={0};
static score aver; //返回的对象必须是静态的
for(j=0;j<m;j++)
{ for(i=0;i<n;i++)
s[j]=s[j]+p[i].get_score(j);
s[j]=s[j]/n;
}
⑥ ; //对平均成绩对象提供值
return aver;
}
void sort(score *p,int n,int m) //选择法排序：按平均成绩由高到低排列
{ score t;float a;
int i,j,k;
for(i=0;i<n-1;i++)
{ a=p[i].get_aver();k=i;
for(j=i+1;j<n;j++)
if(a<p[j].get_aver())
{ ⑦ }
if(k!=i)
{ ⑧ }
}
}
⒀ 完善main()函数，程序中
①处应为 ；
②处应为 ；
③处应为 ；
④处应为 ；
⑤处应为 ；
⑥处应为 ；
⑦处应为 ；
⑧处应为 ；
㈢ 程序设计实验
模拟一个裁判给比赛选手打分。
1．规定如下：
⑴ 裁判人数为UMPIRE；
⑵ 参赛选手为任意人；
⑶ 裁判给选手打分；
⑷ 去掉一个最高分，一个最低分，取其平均分为选手得分；
⑸ 按参赛选手的序号显示选手得分；
⑹ 按名次显示参赛选手得分（用插入法排序）。
2．提醒：
⑴ 定义一个类名为Result的记分类为选手记分，数据成员至少涉及选手编号（用整型）、姓名（用字符数组）、裁判为选手的打分及得分（用实型数组）等，成员函数自定（必须有构造函数），将类的定义保存在“result.h”中；
⑵ 测试程序（保存在exp_206.cpp中）采用交互方式：
① 提醒输入参赛选手人数；
② 提醒输入所有参赛选手的编号及姓名；
③ 显示比赛开始，请为选手打分；
④ 显示：去掉的最高分、最低分，选手得分；
⑤ 比赛结束，按编号显示选手的得分；
⑥ 按名次显示选手得分。

四、实验收获与创新
自已拟定一个解决实际题目，分析并抽象为一个类，然后编写类的测试程序（类的定义放在头文献中，测试程序用exp_207.cpp保存），规定：
数据成员不少于三个，至少有一个数组成员或指针成员；
成员函数（方法）自定，但必须显示定义构造函数、析构函数、拷贝构造函数。