C++程序设计-第3周第一次见到了对象

原创

sxhelijian 2022-03-21 16:13:16 博主文章分类：2012级C++教学 ©著作权

文章标签 成员函数数据封装 文章分类 代码人生

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者sxhelijian的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

第一部分预备知识

　　在程序设计方面，我们进入了有对象的时代。坏消息是，我们需要在思维方式和表达方式方面再有所改变，好消息是新的方式更加靠近我们人类本来的思维模式。况且，不断改变自己，改变我们的学习本身也是一件令人兴奋的事。

　　由于教材中这部分注重概念，而对展示程序本身的形态方面有所不足，我们在课后，请先阅读教材中的相关部分。然后通过读下面的程序，对课堂、教材所讲知识进行再现，从而达到掌握面向对象程序的基本结构，以及辨识程序中的基本要素的目的。

　　阅读下面的程序，并按要求回答问题

　　（1）第一个面向对象的程序

#include <iostream>
using namespace std;
{
private:
  int num;
  char name[20]; 
  char sex;     
public:
  void set_data(int n, char *p,char s)
  {
    num=n; 
    strcpy(name,p);
    sex=s;
  }
  void display( )     
  {
    cout<<"num: "<<num<<endl;
    cout<<"name: " <<name<<endl; 
    cout<<"sex: " <<sex<<endl;   
  } 
};
int main()
{ Student stud1,stud2;    //(1) 
  stud1.set_data(1,"He",'f'); //(2)
  stud2.set_data(2,"She",'m');  //(3)
  stud1.display();      //(4)
  stud2.display();      //(5)
  return 0; 
}

请在程序中标出下面的内容或回答问题：

类声明；
对象定义；
类中的私有成员；
类中的公共成员；
类中的数据成员；
类中的成员函数；
在成员函数set_data()中，引用了哪些数据成员？
程序执行后，屏幕输出是____？
在main()函数的语句（1）后，调用stud1.display();将会出现什么结果？
在main()函数的语句（3）后，调用stud2.sex='f';结果会是_____？为什么会这样？
如果要在main()函数的语句（3）后，调用stud2.sex='f';要保证将stud2对象的性别改为'f'，程序应该要做何修改？

　　（2）第二个面向对象的程序——提倡以这样的形式写面向对象程序

#include  <iostream>
using namespace std;
class Student
{
public:   
  void set_data(int n, char *p,char s);
  void display( );
private: 
  int num;
  char name[20];     
  char sex;     
};


void Student::set_data(int n, char *p,char s)
{ num=n; 
  strcpy(name,p); 
  sex=s;
}
void Student::display( )     
{ cout<<"num: "<<num<<endl;
  cout<<"name: " <<name<<endl; 
  cout<<"sex: " <<sex<<endl;   
} 
int main()
{ Student stud1,stud2;
  stud1.set_data(1,"He",'f');
  stud2.set_data(2,"She",'m');
  stud1.display();
  stud2.display();
  return 0;
}

请观察、思考并回答下面的问题

程序在总体结构有何特点？
在类定义中，公共成员在前，私有成员在后，有何好处？
成员函数的实现写在类定义之外，有何好处？
将成员函数的实现写在类的外时的写法方面有何特点，自己总结一下。
如果void Student::display( )写作为void display( )，结果会是_____？
sizeof(stud1)值是________？

　　（3）在阅读上面两个程序的基础上再次深入体会下面的基本概念

声明一个类，可以定义出结构相同的一组对象——类是对象的抽象，对象是类的实例；
类/对象中包括数据成员和成员函数两部分——类/对象实现了对程序设计中要描述的实体的封装处理：将有关的数据和操作代码封装在一个对象中，形成一个基本单位，各个对象（如程序中stud1和stud2）之间相对独立，互不干扰。
信息隐蔽(imformation hiding)——将对象中某些部分（通过private限定符）对外隐蔽，即隐蔽其内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收外界的消息。
封装和信息隐蔽的优点：把对象的一部分属性和功能对外界屏蔽，从外界是看不到的，甚至是不可知的，有利于数据安全，防止无关的人了解和修改数据。同时，大大降低了操作对象的复杂程度。

第二部分上机实践

【项目1 - 】调试上面阅读的第二个程序

（1）通过单步执行，观察其执行过程，并学会查看对象的取值；

（2）通过撞错，观察当程序发生错误时的各种表现，例如：

违反封装原则，直接给私有成员赋值、访问私有对象等；
在实现对类成员函数时不指定作用域；
调用stud1.set_data()函数时，实参出现不当类型；
你能想到的其他“坏”点子……

【项目2 - 修旱冰场】（Circle类）一个圆形的旱冰场地，场地内抹水泥，造价为每平方米20元，围栏用木条围成，每米造价35元。设计一个Circle类，可以求出圆的面积和边长，进而支持求出旱冰场的等价。请在下面提示的基础上完成程序，其中需要做的工作包括：（1）在类声明中声明相关的公共成员函数；（2）在类声明和main()函数之间，定义声明的成员函数。

class Circle
{private:
  double radius;
};
int main()
{ double r;
  cout<<"请输入旱冰场的半径: ";
  cin>>r;
  Circle c;
  c.setRadius(r);
  cout<<"旱冰场的造价为 "<<20*c.area()+35*c.circumference()<<" 元。"<<endl;
  return 0;
}

【项目3 - 时间类】阅读、运行程序后，按要求增加类的功能

/*
 *文件头部的注释请自行加上
*/
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
  void set_time( );   
  void show_time( );  
private: 
  bool is_time(int, int, int);
  int hour;
  int minute;
  int sec;
};
void Time::set_time( ) 
{ char c1,c2;
  cout<<"请输入时间(格式hh:mm:ss)";
  while(1)
  { cin>>hour>>c1>>minute>>c2>>sec;
    if(c1!=':'||c2!=':')
      cout<<"格式不正确，请重新输入"<<endl;
    else if (!is_time(hour,minute,sec))
      cout<<"时间非法，请重新输入"<<endl;
    else 
      break;
  }
}
void Time::show_time( )      
{ cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;
}
bool Time::is_time(int h,int m, int s)
{ if (h<0 ||h>24 || m<0 ||m>60 || s<0 ||s>60)
    return false;
  return true;
}
int main( )
{ Time t1;  
  Time &t2=t1;
  t1.set_time( );   
  t2.show_time( );
  return 0;
}