C++：【练习题】类和对象

习题1

1.1 题目：

下面是一个类的测试程序，设计出能使用如下测试程序的类。

int main() { Test a, b; a.Init(68,55); b.Init(18,36); a.Print(); b.Print(); return 0; }

其执行结果为：

68-55=13 18-36=-18

1.2 解题思路：

1、 构建Test类。2、 分析Test类内的方法分别是做什么用的，成员变量需要什么样的数据结构来存储。3、 编写程序并进行调试。

1.3 代码及注释：

#include<iostream> using namespace std; class Test { private: int a; int b; public: void Init(int a1, int b1) { //存储两个int型的数据 a = a1; b = b1; } void Print() { //输出存储的数据并进行减法操作 cout << a << "-" << b << "=" << a - b << endl; } }; int main() { Test a, b; a.Init(68, 55); b.Init(18, 36); a.Print(); b.Print(); return 0; }

1.4 程序运行结果分析：

68-55=13 18-36=-18 请按任意键继续. . .

验证可得程序执行正确。

习题2

2.1 题目：

设计一个立方体类Box，它能计算并输出立方体的体积和表面积。要求：

（1）包含成员变量m_a（立方体边长）。（2）包含函数SetA(double a)（设置立方体边长）、GetVolume()（计算体积）、GetArea()（计算表面积）。（3）包含函数Display()，用来输出计算的结果。（4）设计测试用主函数main()，用来测试Box类。

2.2 解题思路：

1、 构建Box类。2、 分析Box类内的方法分别是做什么用的，成员变量需要什么样的数据结构来存储。3、 编写程序并进行调试。

2.3 代码及注释：

#include<iostream> using namespace std; class Box { public: //SetA(double a)（设置立方体边长） void SetA(double a) { m_a = a; } //GetVolume()（计算体积） double GetVolume() { return m_a * m_a * m_a; } //GetArea()（计算表面积） double GetArea() { return m_a * m_a * 6; } //函数Display()，用来输出计算的结果。 void Display() { cout << "Volume: " << GetVolume() << endl; cout << "Area: " << GetArea() << endl; } //立方体边长 private: double m_a; }; int main() { Box box; //将box的边长设置成2.5 box.SetA(2.5); //展示体积和表面积的计算结果 box.Display(); return 1; }

2.4 程序运行结果分析：

我们将立方体的边长设置成2.5，计算其体积和表面积并展示，结果如下：

Volume: 15.625 Area: 37.5 请按任意键继续. . .

因此，程序执行正确。

习题3

3.1 题目：

设计一个Rectangle类。要求：

（1）包含两个成员变量m_length和m_width，其默认值为1。（2）包含成员函数Perimeter()计算长方形的周长，Area()计算长方形面积。（3）包含成员函数SetWidth()和GetWidth()用来设置和得到m_width的值，SetLength()和GetLength()用来设置和得到m_length的值。Set…()函数应验证m_length和m_width均为0.0到20.0之间的浮点数。（4）编写主函数，测试Rectangle类。

3.2 解题思路：

1、 构建Rectangle类。2、 编写Rectangle类内的成员变量和成员函数，其中成员变量为private，成员函数为public。3、 编写程序并进行调试。

3.3 代码及注释：

#include<iostream> using namespace std; class Rectangle { public: //Perimeter()计算长方形的周长 double Perimeter() { return 2 * (m_length + m_width); } //Area()计算长方形面积 double Area() { return m_length * m_width; } //SetWidth()和GetWidth()用来设置和得到m_width的值 void SetWidth(double w) { m_width = w; } double GetWidth() { return m_width; } //SetLength()和GetLength()用来设置和得到m_length的值 void SetLength(double l) { m_length = l; } double GetLength() { return m_length; } //Set_()函数应验证m_length和m_width均为0.0到20.0之间的浮点数。 bool Set_() { bool n = 1; if (0 > m_length || 20 < m_length) { cout << "length is not in 0.0 - 20.0" << endl; n = 0; } if (0 > m_width || 20 < m_width) { cout << "width is not in 0.0 - 20.0" << endl; n = 0; } if (n) cout << "length and width are both in 0.0 - 20.0" << endl; return n; } private: //两个成员变量m_length和m_width，其默认值为1 double m_length = 1; double m_width = 1; }; int main() { Rectangle rec; cout << "Length : " << rec.GetLength() << " " << "Width : " << rec.GetWidth() << endl; rec.Set_(); cout << endl << endl; rec.SetLength(5.2); rec.SetWidth(4); cout << "Length : " << rec.GetLength() << " " << "Width : " << rec.GetWidth() << endl; rec.Set_(); cout << endl << endl; rec.SetWidth(25); cout << "Length : " << rec.GetLength() << " " << "Width : " << rec.GetWidth() << endl; rec.Set_(); cout << endl << endl; return 1; }

3.4 程序运行结果分析：

我们设置不同的值对其进行调试，其中：

第一组为默认值。第二组为设置值且没有超出范围。第三组为设置值且超出范围。

结果如下：

Length : 1 Width : 1 length and width are both in 0.0 - 20.0 Length : 5.2 Width : 4 length and width are both in 0.0 - 20.0 Length : 5.2 Width : 25 width is not in 0.0 - 20.0

验证三组测试实验表明，程序执行正确。

习题4

4.1 题目：

编写一个程序，在已设置好若干个用户名/口令后，通过输入用户名，查找对应的口令，连续执行这一过程直到用户输入结束标记“end”为止。要求：

（1）设计一个User类，成员变量包含用户名和口令；另有一个无参构造函数和SetName()、SetPass()、GetName()、GetPass()四个成员函数，用于设置和获取用户名和口令，并根据需要编写析构函数。（2）在主函数中设计一个对象数组，当用户输入一个用户名后，在对象数组中查找，找到后输出对应的口令，找不到时输出相应的提示信息。

4.2 解题思路：

1、创建User类。2、将成员变量account和password设置成char*类型。3、初始时利用new运算符动态分配内存。4、析构函数利用delete删除内存。5、利用库函数strcpm函数进行字符串比较。6、利用库函数strcpy_s实现字符串拷贝。7、主函数内设置标签label判断是否存在用户名。

4.3 代码及注释：

#include<iostream> #include <cstring> using namespace std; class User { public: //无参构造函数 User() { account = NULL; password = NULL; }; //SetName()、SetPass()、GetName()、GetPass()四个成员函数 //用于设置和获取用户名和口令 void SetName(char* name) { account = new char[strlen(name) + 5]; strcpy_s(account, strlen(name) + 1, name); } void SetPass(char* pass) { password = new char[strlen(pass) + 1]; strcpy_s(password, strlen(pass) + 1, pass); } char* GetName() { return account; } char* GetPass() { return password; } //析构函数 ~User() { delete account; delete password; } private: //成员变量 char* account; char* password; }; int main() { //设置初始用户名和密码 User users[5]; users[0].SetName("Jack"); users[0].SetPass("jack.password"); users[1].SetName("Mike"); users[1].SetPass("mike.password"); users[2].SetName("Micheal"); users[2].SetPass("micheal.password"); users[3].SetName("Rose"); users[3].SetPass("rose.password"); users[4].SetName("Eve"); users[4].SetPass("eve.password"); //循环搜索口令 while (true) { cout << "Account : "; char *name = new char[100]; //输入用户名 cin >> name; //判断是否跳出 if (strcmp(name, "end") == 0) break; //设立标签label判断用户是否存在 bool label = false; for (int i = 0;i < 5;i++) { if (strcmp(name, users[i].GetName()) == 0) { //如果用户存在，输出口令 cout << "Password : " << users[i].GetPass() << endl << endl; label = true; } } //如果用户不存在，输出提示 if (label == false) { cout << "Error : " << "No account named " << name << endl << endl; } delete name; } return 1; }

4.4 程序运行结果分析：

我们初始时设置好5组用户数据，当用户名输入正确时则输出口令，用户名错误时则给出提示，当输入end时结束，做以下操作：

Account : Jack Password : jack.password Account : jack Error : No account named jack Account : Rose Password : rose.password Account : end 请按任意键继续. . .

因此，程序执行正确。

习题5

5.1 题目：

编写一个Person类，包括：

1、普通数据成员：姓名，性别，年龄。2、三个构造函数：无参数构造函数，有参数构造函数（参数：姓名的指针，年龄，性别），拷贝构造函数。3、析构函数，输出人员信息函数print（）。

编写main（）函数，分别调用三种构造函数，创建三个对象P1、P2、P3，其中P3的创建是用P2通过深拷贝复制得到的。

5.2 解题思路：

1、创建Person类。2、创建不同类型的构造函数。3、分别调用不同的构造函数进行验证。

5.3 代码及注释：

#include<iostream> #include <cstring> using namespace std; class Person { public: //无参数构造函数 Person() { char* name = NULL; sex = 0; age = 0; cout << "已使用无参数构造函数。" << endl; } //有参数构造函数（参数：姓名的指针，年龄，性别 Person(char* n, int s, int a) { char* p = new char[strlen(n) + 1]; name = p; strcpy_s(name, strlen(n) + 1, n); sex = s; age = a; cout << "已使用有参数构造函数。" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person &c) { char* p = new char[strlen(c.name) + 1]; name = p; strcpy_s(name, strlen(c.name) + 1, c.name); sex = c.sex; age = c.age; cout << "已使用拷贝构造函数。" << endl; } //手动设置信息 void Set(char* n, int s, int a) { delete name; char* p = new char[strlen(n) + 1]; name = p; strcpy_s(name, strlen(n) + 1, n); sex = s; age = a; } //输出人员信息函数 void print() { cout << "Information : " << endl; char* d = "male"; if (sex == 1) d = "female"; cout << "Name : " << name << "\tSex : " << d << "\tAge : " << age << endl << endl; } //析构函数 ~Person() { delete name; } private: //普通数据成员：姓名，性别，年龄。 char* name; //0表示男，1表示女 int sex; int age; }; int main() { Person p1; p1.Set("Rose", 1, 18); p1.print(); Person p2("Jack", 0, 20); p2.print(); Person p3 = p2; p3.print(); return 1; }

5.4 程序运行结果分析：

我们创建三个Person对象进行实验：

第一组是利用无参构造函数创建，用set函数进行赋值操作。第二组是利用有参构造函数创建。第三组是利用拷贝构造函数创建。

实验结果如下：

已使用无参数构造函数。 Information : Name : Rose Sex : female Age : 18 已使用有参数构造函数。 Information : Name : Jack Sex : male Age : 20 已使用拷贝构造函数。 Information : Name : Jack Sex : male Age : 20 请按任意键继续. . .

由实验结果可知：程序执行正确。

习题6

6.1 题目：

编写一个程序，输入N个学生数据，包括学号、姓名、成绩，输出这些学生数据并计算平均分。要求：

（1）设计一个学生类Stud，除了包括学号、姓名和成绩数据成员外，有两个静态变量分别存放总分和人数。（2）有两个普通成员函数SetData()和Disp()，分别用于给数据成员赋值和输出数据成员的值。另有一个静态成员函数Avg()，它用于计算平均分。（3）在main()函数中定义一个对象数组用于存储输入的学生数据。

6.2 解题思路：

1、建立Stud类。2、创建静态成员变量。3、创建题目要求的函数。4、输入数据进行验证。

6.3 代码及注释：

#include<iostream> #include <cstring> using namespace std; class Stud { public: //静态变量存放总分和人数 static double sum_score; static int num; //有两个普通成员函数SetData()和Disp()，分别用于给数据成员赋值和输出数据成员的值。 void SetData(int i, char *n, double s) { id = i; name = new char[strlen(n) + 1]; strcpy_s(name, strlen(n) + 1, n); score = s; sum_score += score; num += 1; } void Disp() { cout << "id:" << id << "\tname:" << name << "\tscore:" << score << endl; } //静态成员函数Avg()，它用于计算平均分 static double Avg() { return sum_score / num; } private: //学号、姓名、成绩 int id; char * name; double score; }; //初始化静态成员变量 double Stud::sum_score = 0; int Stud::num = 0; int main() { int ids[] = { 1,2,3,4,5 }; char *stunames[] = { "Rose","Mike","Eve","Micheal","Jack" }; double scores[] = { 95,84,88,64,100 }; Stud stud[5]; for (int i = 0;i < 5;i++) stud[i].SetData(ids[i], stunames[i], scores[i]); for (int i = 0;i < 5;i++) stud[i].Disp(); cout << "\tsum_score:" << stud[0].sum_score << "\tavg:" << stud[0].Avg() << endl; return 1; }

6.4 程序运行结果分析：

我们输入五组数据并展示，结果如下：

id:1 name:Rose score:95 id:2 name:Mike score:84 id:3 name:Eve score:88 id:4 name:Micheal score:64 id:5 name:Jack score:100 sum_score:431 avg:86.2 请按任意键继续. . .

由结果得，程序执行正确。

习题7

7.1 题目：

有一个学生类Student，包括学生姓名、成绩，要求：

（1）设计一个友元函数Compare()，比较两个学生成绩的高低。（2）在main()函数中定义一个对象数组用于存储输入学生的数据，并求出最高分和最低分的学生。

7.2 解题思路：

1、构建Student类。2、编写必要的成员函数。3、编写Compare函数进行两个学生成绩的比较，1表示大于，0表示等于，-1表示小于。4、编写程序并进行调试。

7.3 代码及注释：

#include<iostream> #include <cstring> using namespace std; class Student { public: //友元函数Compare()，比较两个学生成绩的高低 friend int Compare(Student* a, Student* b); //用于设置学生信息 void Set(char* n, double s) { name = new char[strlen(n) + 1]; strcpy_s(name, strlen(n) + 1, n); score = s; } //用于获取学生信息 double GetScore() { return score; } char* GetName() { return name; } //显示学生信息 void Display() { cout << "Name:" << name << "\tScore:" << score << endl; } //析构函数 ~Student() { delete name; } private: char* name; double score; }; //1表示大于，0表示等于，-1表示小于 int Compare(Student* a, Student* b) { if (a->GetScore() > b->GetScore()) return 1; else if (a->GetScore() == b->GetScore()) return 0; else return -1; } int main() { Student* min, *max; Student studs[5]; char *stunames[] = { "Rose","Mike","Eve","Micheal","Jack" }; double scores[] = { 95,84,88,64,100 }; for (int i = 0;i < 5;i++) { studs[i].Set(stunames[i], scores[i]); studs[i].Display(); } min = &studs[0]; max = &studs[0]; for (int i = 1;i < 5;i++) { Student* j = &studs[i]; if (Compare(min, j) == 1) min = j; if (Compare(max, j) == -1) max = j; } cout << "The worst student : " << min->GetName() << endl; cout << "The best student : " << max->GetName() << endl; return 1; }

7.4 程序运行结果分析：

我们创建对象数组设置5组初始的学生信息，并求出最低分和最高分的同学：

Name:Rose Score:95 Name:Mike Score:84 Name:Eve Score:88 Name:Micheal Score:64 Name:Jack Score:100 The worst student : Micheal The best student : Jack 请按任意键继续. . .

因此，程序执行正确。

习题8

8.1 题目：

设计一个Rational类，进行带分数的运算。要求：

（1）包含两个整数成员变量表示分子和分母。（2）包含一个对所声明对象初始化的构造函数。不提供参数时，构造函数应提供默认值。分数存放成简化形式，例如分数“2/4”应在对象中存放成分子1和分母2的形式。（3）对下列情况提供public成员函数：

a）两个Rational值相加，结果保存成简化形式。

b）两个Rational值相减，结果保存成简化形式。

c）两个Rational值相乘，结果保存成简化形式。

d）两个Rational值相除，结果保存成简化形式。

e）按a/b形式打印Rational值，其中a为分子，b为分母。

（4）编写主函数，测试Rational类。（5）将上述成员函数改为运算符重载的形式，分别作为成员函数和友元函数实现上述功能。

8.2 解题思路：

1、 构建Rational类。2、 编写Rational类内的成员变量和成员函数。3、 用运算符重载、成员函数、友元函数分别实现加减乘除的操作。4、 编写程序并进行调试。

8.3 代码及注释：

#include<iostream> #include<algorithm> using namespace std; class Rational { public: Rational() { mol = 0; den = 1; } Rational(int a, int b) { mol = a; den = b; Simplify(); } //成员函数形式 Rational Addition(Rational b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = (this->den * b.mol) + (this->mol * b.den); c.Simplify(); return c; } Rational Subtract(Rational b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = (this->mol * b.den) - (this->den * b.mol); c.Simplify(); return c; } Rational Multiply(Rational b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = this->mol * b.mol; c.Simplify(); return c; } Rational Division(Rational b) { Rational c; c.den = this->den * b.mol; c.mol = this->mol * b.den; c.Simplify(); return c; } //成员函数运算符重载形式 Rational operator+(const Rational& b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = (this->den * b.mol) + (this->mol * b.den); c.Simplify(); return c; } Rational operator-(const Rational& b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = (this->mol * b.den) - (this->den * b.mol); c.Simplify(); return c; } Rational operator*(const Rational& b) { Rational c; c.den = this->den * b.den; c.mol = this->mol * b.mol; c.Simplify(); return c; } Rational operator/(const Rational& b) { Rational c; c.den = this->den * b.mol; c.mol = this->mol * b.den; c.Simplify(); return c; } //友元函数运算符重载形式 /* friend Rational operator+(Rational a, Rational b); friend Rational operator-(Rational a, Rational b); friend Rational operator*(Rational a, Rational b); friend Rational operator/(Rational a, Rational b); */ //打印结果 void Print() { cout << mol << "/" << den << endl; } //分子分母化简 void Simplify(); private: //mol表示分子，den表示分母 int mol; int den; }; void Rational::Simplify() { bool label = 1; while (label) { bool tag = 1; for (int i = 2;i <= min(mol, den);i++) { if (double(den) / i - den / i == 0 && double(mol) / i - mol / i == 0) { tag = 0; den = den / i; mol = mol / i; break; } } if (tag) label = 0; } } /* Rational operator+(Rational a, Rational b) { Rational c; c.den = a.den * b.den; c.mol = (a.den * b.mol) + (a.mol * b.den); c.Simplify(); return c; } Rational operator-(Rational a, Rational b) { Rational c; c.den = a.den * b.den; c.mol = (a.mol * b.den) - (a.den * b.mol); c.Simplify(); return c; } Rational operator*(Rational a, Rational b) { Rational c; c.den = a.den * b.den; c.mol = a.mol * b.mol; c.Simplify(); return c; } Rational operator/(Rational a, Rational b) { Rational c; c.den = a.den * b.mol; c.mol = a.mol * b.den; c.Simplify(); return c; } */ int main() { Rational k1(60, 120), k2(34, 340); cout << "k1 : "; k1.Print(); cout << "k2 : "; k2.Print(); cout << endl; Rational k3; cout << "成员函数形式：" << endl; k3 = k1.Addition(k2); cout << "Addition : "; k3.Print(); k3 = k1.Subtract(k2); cout << "Subtract : "; k3.Print(); k3 = k1.Multiply(k2); cout << "Multiply : "; k3.Print(); k3 = k1.Division(k2); cout << "Division : "; k3.Print(); cout << endl; cout << "成员函数运算符重载形式：" << endl; k3 = k1 + k2; cout << "Addition : "; k3.Print(); k3 = k1 - k2; cout << "Subtract : "; k3.Print(); k3 = k1 * k2; cout << "Multiply : "; k3.Print(); k3 = k1 / k2; cout << "Division : "; k3.Print(); cout << endl; /* cout << "友元函数运算符重载形式：" << endl; k3 = k1 + k2; cout << "Addition : "; k3.Print(); k3 = k1 - k2; cout << "Subtract : "; k3.Print(); k3 = k1 * k2; cout << "Multiply : "; k3.Print(); k3 = k1 / k2; cout << "Division : "; k3.Print(); cout << endl; */ return 1; }

8.4 程序运行结果分析：

我们设置值对其进行调试，其中：

我们设置两个数k1和k2。分别用成员函数形式检验加减乘除。分别用成员函数参数重载形式检验加减乘除。分别用友元函数参数重载形式检验加减乘除。（参数重载和友元函数）

结果如下：

k1 : 1/2 k2 : 1/10 成员函数形式： Addition : 3/5 Subtract : 2/5 Multiply : 1/20 Division : 5/1 成员函数运算符重载形式： Addition : 3/5 Subtract : 2/5 Multiply : 1/20 Division : 5/1 请按任意键继续. . . k1 : 1/2 k2 : 1/10 成员函数形式： Addition : 3/5 Subtract : 2/5 Multiply : 1/20 Division : 5/1 友元函数运算符重载形式： Addition : 3/5 Subtract : 2/5 Multiply : 1/20 Division : 5/1 请按任意键继续. . .

验证测试实验表明，程序执行正确。