「c++小学期」实验题目及代码

POOPE

面向对象编程的C++，和平时做题用的C++还是有差距的。实验的题目都是小题目，就都做一下吧。

实验一简单C＋＋程序设计
1、猜价格游戏
编写C++程序完成以下功能：
（1）      假定有一件商品，程序用随机数指定该商品的价格（1-1000的整数）；
（2）      提示用户猜价格，并输入：若用户猜的价格比商品价格高或低，对用户作出相应的提示；
（3）      直到猜对为止，并给出提示。

1 #include <iostream>
 2 #include <ctime>
 3 #include <cstdlib>
 4 using namespace std;
 5 int main() {
 6   srand((int)time(0));
 7   int price=rand()%1000+1;//产生1到1000的随机数
 8   int l=1,r=1000;
 9   while(1) {
10     cout<<"您可以猜一个价格，当前范围["<<l<<","<<r<<"]的整数。"<<endl;
11     int guess;
12     cin>>guess;
13     if(guess>1000||guess<1||cin.fail()) {
14       cout<<"输入不合法，请重新输入"<<endl;
15       cin.clear();
16       cin.ignore(10000,'\n');
17       continue;
18     }
19     if(guess>price) {
20       cout<<"猜大了"<<endl;
21       if(r>guess)
22         r=guess;//缩小范围
23     } else if(guess<price) {
24       cout<<"猜小了"<<endl;
25       if(l<guess)
26         l=guess;//缩小范围
27     } else {
28       cout<<"您猜对了，价格就是"<<price<<endl;
29       break;
30     }
31   }
32   return 0;
33 }

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实验问题

- 如何产生随机数
  通过srand((int)time(0));生成随机数种子
  然后用rand()%1000+1来产生1到1000的随机数
- 是否要提示当前范围
  为了人性化，每次猜了一个价格，就会根据猜大了或者小了来缩小下一次猜的范围。但是如果用户输入的数字不在当前范围内，则不改变猜的范围。
- 如果输入的不是数字怎么办
  cin.fail()为真则代表输入失败然后就
  cout<<"输入不合法，请重新输入"< cin.clear();
  cin.ignore(10000,'\n');
  continue;
  （可是这样真麻烦，后面的程序就不写了）

2、计算 N 以内的所有素数
编写C++程序完成以下功能：
（1）      提示用户输入N；
（2）      计算出从2到N之间的所有素数；
（3）      将结果保存在一个文本文件中。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <fstream>
#define N 1000000
using namespace std;
int prime[N],cnt,n;
void getPrime(){
  for(int i=2;i<=n;i++){
    if(!prime[i])prime[++cnt]=i;
    for(int j=1;j<=cnt&&prime[j]<=N/i;j++){
      prime[prime[j]*i]=1;
      if(i%prime[j]==0)break;
    }
  }
}
int main(){
  ofstream f("prime.txt");
  cout<<"请输入n"<<endl;
  cin>>n;
  getPrime();
  for(int i=1;i<=cnt;i++)
    f<<prime[i]<<" ";
  f.close();
  return 0;
}

3、袋中取球
编写C++程序完成以下功能（使用 enum）：
（1）      袋子中有 red, yellow, blue, white, black 五种颜色的球多个；
（2）      一次从袋子里取出3个颜色不同的球，有几种取法；
（3）      将每种方法的所有取法输出到屏幕上。

#include <iostream>
using namespace std;
enum ball{
  red,yellow,blue,white,black
};
void output(int i){
  switch(i){
    case red:cout<<"red ";break;
    case yellow:cout<<"yellow ";break;
    case blue:cout<<"blue ";break;
    case white:cout<<"white ";break;
    case black:cout<<"black ";break;
  }
}
int main(){
  for(int i=red;i<=black;i++) 
    for(int j=i+1;j<=black;j++)
      for(int k=j+1;k<=black;k++){
        output(i);
        output(j);
        output(k);
        cout<<endl;
      }  
  return 0;
}

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4、乘法口诀表
编写C++程序完成以下功能：
（1）输出乘法口诀表；
（2）显示格式如下所示。

1*1=1  1*2=2  1*3=3  1*4=4  1*5=5  1*6=6  1*7=7  1*8=8  1*9=9         2*2=4  2*3=6  2*4=8  2*5=10 2*6=12 2*7=14 2*8=16 2*9=18               3*3=9  3*4=12 3*5=15 3*6=18 3*7=21 3*8=24 3*9=27                      4*4=16 4*5=20 4*6=24 4*7=28 4*8=32 4*9=36                             5*5=25 5*6=30 5*7=35 5*8=40 5*9=45                                    6*6=36 6*7=42 6*8=48 6*9=54                                           7*7=49 7*8=56 7*9=63                                                  8*8=64 8*9=72                                                         9*9=81

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main(){
  for(int i=1;i<=9;i++){
    for(int j=1;j<=i*7;j++)
      cout<<" ";
    for(int j=i;j<=9;j++)
      cout<<i<<"*"<<j<<"="<<setw(3)<<left<<i*j;
    cout<<endl;
  }
}

5、最大公约数和最小公倍数
编写C++程序完成以下功能：
（1）提示用户输入两个无符号整数；
（2）计算两者的最大公约数和最小公倍数，并输出。

#include <iostream>
#define uint unsigned int
using namespace std;
uint gcd(uint a,uint b){
  return b?gcd(b,a%b):a;
}
int main(){
  uint a,b;
  cout<<"请输入两个无符号整数"<<endl;
  cin>>a>>b;
  cout<<a<<"和"<<b<<"的最大公约数是"<<gcd(a,b);
  cout<<",最小公倍数是"<<b/gcd(a,b)*a<<endl;
  return 0;
}

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6、计算Fibonacci级数
fib(1) = fib(2) = 1
fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2)
分别编写递归和非递归的C++程序完成以下功能：
（1）提示用户输入整数n；
（2） fib(n)，并输出结果。

//递归
#include <iostream>
using namespace std;
int fib(int x){
  if(x==1||x==2)return 1;
  return fib(x-1)+fib(x-2);
}
int main(){
  int n;
  cout<<"请输入整数n"<<endl
  cin>>n;
  cout<<"fib("<<n<<")="<<fib(n)<<endl;
  return 0;
}

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//非递归
#include <iostream>
using namespace std;
int fib(int x){
  int a=1,b=1;
  for(int i=3;i<=x;i++){
    int t=b;
    b+=a;
    a=t;
  }
  return b;
}
int main(){
  int n;
  cout<<"请输入整数n"<<endl;
  cin>>n;
  cout<<"fib("<<n<<")="<<fib(n)<<endl;
  return 0;
}

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7、计算n 阶勒让德多项式
编写C++程序完成以下功能：
（1）提示用户输入整数n和实数x；
（2） Pn(x)，并输出结果。

#include <iostream>
using namespace std;
double p(int n,int x){
  if(!n)return 1;
  if(n==1)return x;
  return ((2*n-1)*p(n-1,x)-(n-1)*p(n-2,x))/n;
}
int main(){
  int n,x;
  cout<<"请输入n、x"<<endl;
  cin>>n>>x;
  cout<<"Pn("<<x<<")="<<p(n,x)<<endl;
  return 0;
}

实验二类与对象
1、矩形
编写C++程序完成以下功能：
（1）      定义一个Point类，其属性包括点的坐标，提供计算两点之间距离的方法；
（2）      定义一个矩形类，其属性包括左上角和右下角两个点，提供计算面积的方法；
（3）      创建一个矩形对象，提示用户输入矩形左上角和右下角的坐标；
（4）      观察矩形对象以及Point类成员的构造函数与析构函数的调用；
（5）      计算其面积，并输出。

1 #include <iostream>
 2 #include <cstdlib>
 3 using namespace std;
 4 class Point {
 5   private:
 6   int x,y;
 7   public:
 8   Point(int _x=0,int _y=0):x(_x),y(_y) {};
 9   Point(Point &p):x(p.x),y(p.y) {};
10   ~Point() {};
11   int disX(const Point &b) {
12     return b.x-x;
13   };
14   int disY(const Point &b) {
15     return b.y-y;
16   }
17 };
18 
19 class Rectangle {
20   private:
21   Point a,b;
22   public:
23   Rectangle(Point _a,Point _b):a(_a),b(_b) {};
24   Rectangle(int ax=0,int ay=0,int bx=1,int by=1):a(ax,ay),b(bx,by) {}
25   Rectangle(Rectangle &r):a(r.a),b(r.b) {};
26   ~Rectangle() {
27     cout<<"hh"<<endl;
28   };
29   int area() {
30     return abs(a.disX(b)*a.disY(b));
31   };
32 };
33 
34 int main() {
35   cout<<"请输入矩形的左上角和右下角坐标(整数)"<<endl;
36   int ax,ay,bx,by;
37   while(1) {
38     cin>>ax>>ay>>bx>>by;
39     if(ax>bx||ay<by||cin.fail()) {
40       cout<<"输入的矩形不合法"<<endl;
41       cin.clear();
42       cin.ignore(10000,'\n');
43     } else {
44       Rectangle myRectangle(ax,ay,bx,by);
45       cout<<"该矩形的面积为"<<myRectangle.area()<<endl;
46       break;
47     }
48   }
49   return 0;
50 }

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实验问题

- 构造函数和析构函数写在哪？
  写在public里（声明必须在..里，定义里外都可以）
- 析构函数里面要写什么？
  留空就可以了吧，如果有动态申请的内存就delete掉
- 拷贝构造函数怎么写？
  Point(Point &p){ x=p.x;y=p.y; };
  或者
  Point(Point &p):x(p.x),y(p.y){};
- 编译错误提示 call of overloaded `Point()' isambiguous
  Point()构造时，Point(){};和Point(int _x=0,int _y=0):x(_x),y(_y){};都可以被调用，于是就被overloaded了。
- 编译错误提示 In member function intRectangle::area()':
  int Point::x' is private
  因为x是Point类的私有成员，不能在Rectangle类里面使用，关于x的计算函数都要写在Point类的public里。
- 初始化时Rectangle myRectangle=Rectangle（ax,ay,bx,by）;报错.
  应该为Rectangle myRectangle(ax,ay,bx,by);
- 析构函数怎么调用
  不用显式调用，需要显式时：p.~Point();即可

2、圆形
编写C++程序完成以下功能：
（1）      定义一个Point类，其属性包括点的坐标，提供计算两点之间距离的方法；
（2）      定义一个圆形类，其属性包括圆心和半径；
（3）      创建两个圆形对象，提示用户输入圆心坐标和半径，判断两个圆是否相交，并输出结果。

#include <iostream>
#include <cmath>
#define sqr(x) ((x)*(x))
using namespace std;
class Point{
private:
  int x,y;
public:
  Point(int x=0,int y=0):x(x),y(y){}
  double dis(Point &b)const{
    return sqrt(sqr(x-b.x)+sqr(y-b.y));
  }
};
class Circle{
private:
  Point c;
  double r;
public:
  Circle(int x=0,int y=0,double r=0):c(x,y),r(r){}
  double dis(Circle &b)const{
    return c.dis(b.c);
  }
  double getR()const{
    return r;
  }
};
int main(){
  int x,y,r;
  cout<<"请输入a 圆心坐标半径"<<endl;
  cin>>x>>y>>r;
  Circle a(x,y,r);
  cout<<"请输入b 圆心坐标半径"<<endl;
  cin>>x>>y>>r;
  Circle b(x,y,r);
  if(a.dis(b)<=a.getR()+b.getR())
    cout<<"两圆相交"<<endl;
  else
    cout<<"两圆相离"<<endl;
  return 0;
}

3、友元
编写C++程序完成以下功能：
（1）定义一个Boat和Car两个类，他们都具有私用属性——重量；
（2）编写一个函数，计算两者的重量和。
double TotalWeight(Boat& b, Car& c);

1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 class Car;
 4 class Boat {
 5   private:
 6   double weight;
 7   public:
 8   Boat() {};
 9   Boat(double w=0):weight(w) {};
10   ~Boat() {};
11   friend double TotalWeight(Boat&,Car&);
12 };
13 
14 class Car {
15   private:
16   double weight;
17   public:
18   Car() {};
19   Car(double w=0):weight(w) {};
20   ~Car() {};
21   friend double TotalWeight(Boat&,Car&);
22 };
23 double TotalWeight(Boat& b,Car& c) {
24   return b.weight+c.weight;
25 }
26 int main() {
27   cout<<"请输入Boat、Car的重量"<<endl;
28   while(1) {
29     double bw,cw;
30     cin>>bw>>cw;
31     if(cin.fail()) {
32       cout<<"输入不合法"<<endl;
33       cin.clear();
34       cin.ignore(10000,'\n');
35     } else {
36       Boat myBoat(bw);
37       Car myCar(cw);
38       cout<<"Boat和Car的总重量为"<<TotalWeight(myBoat,myCar)<<endl;
39       break;
40     }
41   }
42   return 0;
43 }

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实验问题

- 什么时候需要用友元？
  当一个函数要用到这个类时（可能还有其他类）的私有成员，但是它不是这个类独享的函数，调用时不需要通过对象或指针。
- 友元函数定义在哪？
  定义在主函数外面，类定义后面，要加上friend然后声明在类的公有属性里。

4、分数
编写C++程序完成以下功能：
（1）      定义一个分数类，他们都具有私用属性——分子和分母；
（2）      定义分数类的构造函数和析构函数；
（3）      定义方法Set，设置分子和分母；
（4）      定义方法print，打印分数，格式如：2/7；
（5）      定义方法value，返回double型的分数值；
（6）      定义方法invert, 分子和分母交换。

#include <iostream>
using namespace std;
class Fractions{
private:
  int num,den;
public:
  Fractions(int n=0,int d=0):num(n),den(d){}
  ~Fractions(){}
  void set(int n,int d){
    num=n;den=d;
  }
  void print(){
    cout<<num<<"/"<<den<<endl;
  }
  double value(){
    return num*1.0/den;
  }
  void invert(){
    int t=den;
    den=num;
    num=t;
  }
};
int main(){
  return 0;
}

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实验三数组与指针

1、矩阵（一）

编写C++程序完成以下功能：

（1）      假定矩阵大小为4×5（整型数组表示）；
（2）      定义矩阵初始化函数，可以从cin中输入矩阵元素；
（3）      定义矩阵输出函数，将矩阵格式化输出到cout；
（4）      定义矩阵相加的函数，实现两个矩阵相加的功能,结果保存在另一个矩阵中；
（5）      定义矩阵相减的函数，实现两个矩阵相减的功能,结果保存在另一个矩阵中；
（6）      定义三个矩阵：A1、A2、A3；
（7）      初始化A1、A2；
（8）      计算并输出：A3 = A1加A2，A3 = A1减A2。

1 #include <iostream>
 2 #define ROW 4
 3 #define COL 5
 4 using namespace std;
 5 class Matrix {
 6   private:
 7   int mat[ROW][COL];
 8   public:
 9   Matrix() {};
10   void init() {
11     cout<<"please input the Matrix(4 row and 5 col)"<<endl;
12     for(int i=0; i<ROW; i++)
13       for(int j=0; j<COL; j++)
14         cin>>mat[i][j];
15   }
16   void output() {
17     cout<<"The Matrix:"<<endl;
18     for(int i=0; i<ROW; i++) {
19       for(int j=0; j<COL; j++)
20         cout<<mat[i][j]<<"\t";
21       cout<<endl;
22     }
23   }
24   void add(Matrix &a,Matrix &b) {
25     for(int i=0; i<ROW; i++)
26       for(int j=0; j<COL; j++)
27         mat[i][j]=a.mat[i][j]+b.mat[i][j];
28   }
29   void sub(Matrix &a,Matrix &b) {
30     for(int i=0; i<ROW; i++)
31       for(int j=0; j<COL; j++)
32         mat[i][j]=a.mat[i][j]-b.mat[i][j];
33   }
34 };
35 int main() {
36   Matrix A1,A2,A3;
37   A1.init();
38   A2.init();
39   A3.add(A1,A2);
40   A3.output();
41   A3.sub(A1,A2);
42   A3.output();
43   return 0;
44 }

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2、矩阵（二）

编写C++程序完成以下功能：

（1）      假定矩阵大小为4×5（整型）；
（2）      矩阵空间采用new动态申请，保存在指针中；
（3）      定义矩阵初始化函数，可以从cin中输入矩阵元素；
（4）      定义矩阵输出函数，将矩阵格式化输出到cout；
（5）      定义矩阵相加的函数，实现两个矩阵相加的功能,结果保存在另一个矩阵中；
（6）      定义矩阵相减的函数，实现两个矩阵相减的功能,结果保存在另一个矩阵中；
（7）      动态申请三个矩阵：A1、A2、A3；
（8）      初始化A1、A2；
（9）      计算并输出A3 = A1加A2，A3 = A1减A2；
（10）   释放矩阵空间。

1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 #include <cstring>
 4 const int row = 4;
 5 const int col = 5;
 6 using namespace std;
 7 bool malloc_array(int **&a,int row,int col) {
 8   a=new int *[row];
 9   if(a==NULL) {
10     cout<<"error:no enough space"<<endl;
11     return 0;
12   }
13   for(int i=0; i<row; i++) {
14     *(a+i)=new int[col];
15     if(a+i==NULL) {
16       cout<<"error:no enough space"<<endl;
17       return 0;
18     }
19   }
20   return 1;
21 }
22 class Matrix
23 {
24 private:
25   int **mat;
26 public:
27   Matrix()
28   {
29     malloc_array(mat, row, col);
30   }
31   Matrix(Matrix &b)
32   {
33     if(malloc_array(mat, row, col))
34       for(int i = 0; i < row; i++)
35         for(int j = 0; j < col; j++)
36           mat[i][j] = b.mat[i][j];
37   }
38   ~Matrix()
39   {
40     for(int i = 0; i < row; i++)
41       delete [] *(mat + i);
42     delete [] mat;
43     mat = NULL;
44   }
45   void input()
46   {
47     cout << "please input the Matrix:" << endl;
48     for(int i = 0; i < row; i++)
49       for(int j = 0; j < col; j++)
50         cin >> mat[i][j];
51   }
52   void output()
53   {
54     for(int i = 0; i < row; i++)
55     {
56       for(int j = 0; j < col; j++)
57         cout << mat[i][j] << "\t";
58       cout << endl;
59     }
60   }
61   void cal(Matrix &a, Matrix &b, int op)
62   {
63     for(int i = 0; i < row; i++)
64       for(int j = 0; j < col; j++)
65         mat[i][j] = a.mat[i][j] + b.mat[i][j] * op;
66   }
67 };
68 int main()
69 {
70   Matrix *A1 = new Matrix();
71   A1->input();
72   Matrix *A2 = new Matrix();
73   A2->input();
74   Matrix *A3 = new Matrix();
75   A3->cal(*A1, *A2, 1);
76   cout << "Matrix A1 + Matrix A2 =" << endl;
77   A3->output();
78   A3->cal(*A1, *A2, -1);
79   cout << "Matrix A1 - Matrix A2 =" << endl;
80   A3->output();
81   A1->~Matrix();
82   A2->~Matrix();
83   A3->~Matrix();
84   A1 = NULL;
85   A2 = NULL;
86   A3 = NULL;
87   return 0;
88 }

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实验问题

- 动态分配内存？
  定义：int **mat;
  分配：
  mat=new int *[ROW];
  for(int i=0; i *(mat+i)=new int[COL];
  加上判断是否分配成功
- 释放空间？
  for(int i=0;i delete [] *(mat+i);
  delete [] mat;

3、矩阵（三）

编写C++程序完成以下功能：

（1）用类来实现矩阵，定义一个矩阵的类，属性包括：

矩阵大小，用 lines, rows（行、列来表示）；
存贮矩阵的数组指针，根据矩阵大小动态申请（new）。

（2）矩阵类的方法包括：

构造函数，参数是矩阵大小，需要动态申请存贮矩阵的数组；
析构函数，需要释放矩阵的数组指针；
拷贝构造函数，需要申请和复制数组；
输入，可以从cin中输入矩阵元素；
输出，将矩阵格式化输出到cout；
矩阵相加的函数，实现两个矩阵相加的功能,结果保存在另一个矩阵类，但必须矩阵大小相同；
矩阵相减的函数，实现两个矩阵相减的功能,结果保存在另一个矩阵类，但必须矩阵大小相同。

（3）      定义三个矩阵：A1、A2、A3；
（4）      初始化A1、A2；
（5）      计算并输出A3 = A1加A2，A3=A1减A2；
（6）      用new动态创建三个矩阵类的对象：pA1、pA1、pA3；
（7）      初始化pA1、pA2；
（8）      计算并输出pA3=pA1加pA2，pA3=pA1减pA2；
（9）      释放pA1、pA1、pA3。

1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 #include <cstring>
 4 using namespace std;
 5 bool malloc_array(int **&a,int row,int col) {
 6   a=new int *[row];
 7   if(a==NULL) {
 8     cout<<"error:no enough space"<<endl;
 9     return 0;
10   }
11   for(int i=0; i<row; i++) {
12     *(a+i)=new int[col];
13     if(a+i==NULL) {
14       cout<<"error:no enough space"<<endl;
15       return 0;
16     }
17   }
18   return 1;
19 }
20 class Matrix {
21   private:
22   int **mat;
23   int row,col;
24   public:
25   Matrix(int _row=0,int _col=0):row(_row),col(_col) {
26     malloc_array(mat,row,col);
27   }
28   Matrix(Matrix &b):row(b.getRow()),col(b.getCol()) {
29     if(malloc_array(mat,row,col))
30     for(int i=0; i<row; i++)
31     for(int j=0; j<col; j++)
32       mat[i][j]=b.mat[i][j];
33   }
34   ~Matrix() {
35     for(int i=0; i<row; i++)
36       delete [] *(mat+i);
37     delete [] mat;
38     mat=NULL;
39   }
40   int getRow() {
41     return row;
42   }
43   int getCol() {
44     return col;
45   }
46   void input() {
47     cout<<"please input the Matrix:"<<endl;
48     for(int i=0; i<row; i++)
49       for(int j=0; j<col; j++)
50         cin>>mat[i][j];
51   }
52   void output() {
53     for(int i=0; i<row; i++) {
54       for(int j=0; j<col; j++)
55         cout<<mat[i][j]<<"\t";
56       cout<<endl;
57     }
58   }
59   int cal(Matrix &a,Matrix &b,int op) {
60     if(a.getRow()!=b.getRow()||a.getCol()!=b.getCol()) {
61       cout<<"error:These two Matrix don't have the same size."<<endl;
62       return 0;
63     }
64     for(int i=0; i<row; i++)
65       for(int j=0; j<col; j++)
66         mat[i][j]=a.mat[i][j]+b.mat[i][j]*op;
67     return 1;
68   }
69 };
70 int main() {
71   int row,col;
72   cout<<"please input Matrix A1's row and col:"<<endl;
73   cin>>row>>col;
74   Matrix *pA1=new Matrix(row,col);
75   pA1->input();
76   cout<<"please input Matrix A2's row and col:"<<endl;
77   cin>>row>>col;
78   Matrix *pA2=new Matrix(row,col);
79   pA2->input();
80   Matrix *pA3=new Matrix(row,col);
81   if(pA3->cal(*pA1,* pA2,1)) {
82     cout<<"Matrix A1 + Matrix A2 ="<<endl;
83     pA3->output();
84     pA3->cal(*pA1,* pA2,-1);
85     cout<<"Matrix A1 - Matrix A2 ="<<endl;
86     pA3->output();
87   }
88   pA1->~Matrix();
89   pA2->~Matrix();
90   pA3->~Matrix();
91   pA1=NULL;
92   pA2=NULL;
93   pA3=NULL;
94   return 0;
95 }

View Code

实验问题

- line和row，不应该是row和col吗？
  那就用row和col
- 加减的函数基本一样，我可以写在一起吗？
  其实用了乘法会降低速度，不过，这种同一级别的计算量，差别微小。
- 拷贝函数怎么写
  里面不能用memcpy(mat,b.mat,sizeof mat);
- 遇到错误error: passing ‘const Matrix’ as ‘this’argument discards qualifiers [-fpermissive] in call to ‘intMatrix::getRow()’
  这是因为const型的Matrix参数要调用getRow，要在getRow的大括号前加上const。不过这个const型的Matrix参数我改回引用了。
- 怎么释放
  显式调用析构函数，再将指针指向NULL

4、字符串翻转

编写C++程序完成以下功能：

（1）输入一段字符串；
（2）将字符串翻转以后输出（不要利用库函数）。

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
  char s[1000];
  cin>>s;
  int len;
  for(len=0;s[len];len++);
  len--;
  for(int i=0;i<=len/2;i++){
    char c=s[i];
    s[i]=s[len-i];
    s[len-i]=c;
  }
  cout<<s;
  return 0;
}

5、函数指针

实现二分法求解方程。编写以下函数求方程 f(x)=0的解：

double RolveRoot(double (*pf)(double x), double a, double b, int n)；

其中pf是一个函数指针（指向f(x)），RolveRoot()，用来获得f(x)=0在区间[a，b]内的解，f(x)的形式如 f(x)=x*x-3x+6等。a,b指定了方程 f(x)=0解存在的区间。n是迭代次数，次数越多，精度越高。

二分法的步骤：

（1）      计算 f(a) 、f(b)、f((a+b)/2)；
（2）      若f(a)与f((a+b)/2)异号，则在[a，(a+b)/2]区间内有解，令b = (a+b)/2, 回到第一步继续迭代，直到到达足够精度；
（3）      否则，令a = (a+b)/2, 回到第一步继续迭代，直到到达足够精度。

实现RolveRoot()，并采用不同 f(x) 验证。

#include <iostream>
using namespace std;
double RolveRoot(double (*pf)(double x), double a, double b, int n){
  double fa,fm;
  for(int i=1;i<=n;i++){
    double m=(a+b)/2;
    fa=pf(a);
    fm=pf(m);
    if(fa*fm<0)b=m;
    else a=m;
  }
  return a;
}
double f1(double x){
  return x*6+16;
}
double f2(double x){
  return x+1;
}
int main(){
  cout<<RolveRoot(f1,-10,10,20)<<endl;
  cout<<RolveRoot(f2,-10,10,20)<<endl;
  return 0;
}

实验四继承与派生

1、形状（一）

编写C++程序完成以下功能：

（1）      声明一个基类Shape（形状），其中包含一个方法来计算面积；
（2）      从Shape派生两个类矩形和圆形；
（3）      从矩形派生正方形；
（4）      分别实现派生类构造函数、析构函数和其他方法；
（5）      创建派生类的对象，观察构造函数、析构函数调用次序；
（6）      不同对象计算面积。

1 #include <iostream>
 2 #include <cmath>
 3 #define output(a) cout<<"The Area of "<<#a<<" is "<<a.getArea()<<endl
 4 using namespace std;
 5 const double pi=acos(-1.0);
 6 class Shape {
 7   public:
 8   double getArea();
 9 };
10 class Rectangle: public Shape {
11   private:
12   int w,h;
13   public:
14   Rectangle(int _w=0,int _h=0):w(_w),h(_h) {}
15   ~Rectangle() {}
16   double getArea() {
17     return w*h;
18   }
19 
20 };
21 class Square:public Rectangle {
22   private:
23   int a;
24   public:
25   Square(int _a=0):a(_a) {}
26   ~Square() {}
27   double getArea() {
28     return a*a;
29   }
30 };
31 class Circle:public Shape {
32   private:
33   int r;
34   public:
35   Circle(int _r=0):r(_r) {}
36   ~Circle() {}
37   double getArea() {
38     return pi*r*r;
39   }
40 };
41 int main() {
42   Circle c(1);
43   Square s(2);
44   Rectangle r(2,3);
45   output(c);
46   output(s);
47   output(r);
48   return 0;
49 }

View Code

实验问题

- 基类要面积这个参数吗，怎么计算面积？
  不用，不用计算，只是有这个方法放在那。
- 怎么继承，区别是什么？
  公有继承，父类的私有成员都是不可访问，公有成员只有公有继承时是都可访问，私有继承则只能类内访问。

2、形状（二）——虚函数

（1）将【形状（一）】中的基类计算面积的方法定义为虚函数，比较与【形状（一）】程序的差异；
（2）将【形状（一）】中的基类定义抽象类，比较与【形状（一）】程序的差异。

1 #include <iostream>
 2 #include <cmath>
 3 using namespace std;
 4 const double pi=acos(-1.0);
 5 class Shape {
 6   public:
 7   virtual double getArea()=0;
 8 };
 9 class Rectangle: public Shape {
10   private:
11   int w,h;
12   public:
13   Rectangle(int _w=0,int _h=0):w(_w),h(_h) {}
14   ~Rectangle() {}
15   double getArea() {
16     return w*h;
17   }
18 };
19 class Square:public Rectangle {
20   private:
21   int a;
22   public:
23   Square(int _a=0):a(_a) {}
24   ~Square() {}
25   double getArea() {
26     return a*a;
27   }
28 };
29 class Circle:public Shape {
30   private:
31   int r;
32   public:
33   Circle(int _r=0):r(_r) {}
34   ~Circle() {}
35   double getArea() {
36     return pi*r*r;
37   }
38 };
39 int main() {
40   Shape *ptr[5];
41   ptr[1]=new Circle(1);
42   ptr[2]=new Square(2);
43   ptr[3]=new Rectangle(2,3);
44   for(int i=1; i<=3; i++)
45     cout<<"The Area of Shape "<<i<<" is "<<ptr[i]->getArea()<<endl;
46   return 0;
47 }

View Code

实验问题

虚函数是什么？
C++的虚函数主要作用是“运行时多态”，父类中提供虚函数的实现，为子类提供默认的函数实现。
子类可以重写父类的虚函数实现子类的特殊化。
虚函数程序差异在哪里？
在函数前面加了个virtual 关键字
抽象类是什么？
就是不能new出对象的类，有纯虚函数，“只提供声明，没有实现”，是对子类的约束，是“接口继承”。

抽象类的区别？
虚函数基础上在基类中不给定义函数，只声明。体现了面向对象编程的多态性。

3、高斯消去法解线性方程组（选做）

阅读理解和掌握教材第7.6节实例，编程实现用高斯消去法解线性方程的程序，并且上机调试通过。

#include <iostream>
#define N 100
using namespace std;
void Gauss(double c[][N],int n,int cnt){
  if(cnt<n){
    cout<<"无穷个解"<<endl;
    return ;
  }
  for(int i=0,s=0;i<cnt&&s<n;i++){
    int r=i;
    while(c[r][i]==0&&r<cnt)r++;
    if(c[r][i]){
      swap(c[r],c[i]);
      for(int j=i+1;j<cnt;j++){
        double t=c[j][i]/c[i][i];
        for(int k=i;k<=n;k++)
          c[j][k]-=c[i][k]*t;
      }
      s++;
    }else{
      for(int j=i;j<cnt;j++)if(c[j][n]){
        cout<<"无解"<<endl;
        return;
      }
      cout<<"无穷个解"<<endl;
      return;
    }
  }
  double x[N];
  for(int i=n-1;i>=0;i--){
    x[i]=c[i][n]/c[i][i];
    for(int j=0;j<i;j++){
      c[j][n]-=x[i]*c[j][i];
      c[j][i]=0;
    }
  }
  for(int i=0;i<n;i++)
    cout<<x[i]<<" ";
  cout<<endl;
}
int main(){
  int n,m;
  cout<<"请输入变量个数"<<endl;
  cin>>n;
  cout<<"请输入方程个数"<<endl;
  cin>>m;
  cout<<"请输入系数矩阵"<<endl;
  double mat[N][N];
  for(int i=0;i<m;i++)
    for(int j=0;j<=n;j++)
      cin>>mat[i][j];
  Gauss(mat,n,m);
  return 0;
}

View Code
实验五多态性

1、对Point类重载＋＋和――运算符

编写C++程序完成以下功能：

（1） Point类的属性包括点的坐标（x，y）；
（2）实现 Point类重载＋＋和――运算符：

++p，--p，p++，p--。
＋＋和――分别表示x，y增加或减少1。

1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 class Point{
 4 private:
 5   int x,y;
 6 public:
 7   Point(int x=0,int y=0):x(x),y(y){}
 8   Point(Point &b):x(b.x),y(b.y){}
 9   Point operator++(int){//p++
10     Point t(x,y);
11     x++;
12     y++;
13     return t;
14   }
15   Point operator++(){//++p
16     x++;
17     y++;
18     return *this;
19   }
20   Point operator--(int){//p--
21     Point t(x,y);
22     x--;
23     y--;
24     return t;
25   }
26   Point operator--(){//--p
27     x--;
28     y--;
29     return *this;
30   }
31   Point operator+(Point &b){
32     Point t(x+b.x,y+b.y);
33     return t;
34   }
35   void out(){
36     cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
37   }
38 };
39 int main(){
40   Point p(0,0);
41   (p++).out();
42   p.out();
43   (++p).out();
44   p.out();
45   (p--).out();
46   p.out();
47   (--p).out();
48   p.out();
49   return 0;
50 }

View Code

实验问题

- 如何实现左右的两种不同运算？
  重载 operator++ 和 operator--时带一个 int 参数表示后缀，不带参数表示前缀
- 怎么验证运算符？
  通过(++p).out()来输出验证。

2、实现复数类的运算重载

编写C++程序完成以下功能：

（1）实现复数类的运算重载：＋，－，*，/，^（乘方）。

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex{
private:
  double re,im;
public:
  Complex(double r=0,double i=0):re(r),im(i){}
  Complex(Complex &b):re(b.re),im(b.im){}
  ~Complex(){}
  Complex operator +(Complex &b){
    Complex t(re+b.re,im+b.im);
    return t;
  }
  Complex operator -(Complex &b){
    Complex t(re-b.re,im-b.im);
    return t;
  }
  Complex operator *(Complex &b){
    Complex t(re*b.re-im*b.im,re*b.im+im*b.re);
    return t;
  }
  Complex operator /(Complex &b){
    double t=im*im+b.im*b.im;
    Complex a((re*b.re+im*b.im)/t,(im*b.re-re*b.im)/t);
    return a;
  }
  Complex operator ^(int b){
    Complex t(*this);
    for(int i=0;i<b;i++)
      t=t*(*this);
    return t;
  }
  void out(){//我自己加了严格的输出要求
    if(re){
      cout<<re;
      if(im>0)cout<<"+";
    }
    if(im==-1)cout<<"-";
    else if(im!=1)cout<<im;
    if(im)cout<<"i";
    cout<<endl;
  }
};
int main(){
  int r,i;
  cout<<"请输入a的实部和虚部"<<endl;
  cin>>r>>i;
  Complex a(r,i);
  cout<<"请输入b的实部和虚部"<<endl;
  cin>>r>>i;
  Complex b(r,i);
  cout<<"a*b=";
  (a*b).out();
  cout<<"a+b=";
  (a+b).out();
  cout<<"a/b=";
  (a/b).out();
  cout<<"a-b=";
  (a-b).out();
  cout<<"a^3=";
  (a^3).out();
  return 0;
}

3、参考【实验二】中分数类，为分数类重载运算符，使之能够进行＋，－，*，/，^（乘方）的运算。

#include <iostream>
using namespace std;
class Fractions{
private:
  int num,den;
public:
  Fractions(int n=0,int d=0):num(n),den(d){}
  Fractions(Fractions &b):num(b.num),den(b.den){}
  ~Fractions(){}
  Fractions operator +(Fractions &b){
    Fractions t(num+b.num,den+b.den);
    return t;
  }
  Fractions operator -(Fractions &b){
    Fractions t(num-b.num,den-b.den);
    return t;
  }
  Fractions operator *(Fractions &b){
    Fractions t(num*b.num,den*b.den);
    return t;
  }
  Fractions operator /(Fractions &b){
    Fractions a(num*b.den,den*b.num);
    return a;
  }
  Fractions operator ^(int b){
    Fractions t(*this);
    for(int i=0;i<b;i++)
      t=t*(*this);
    return t;
  }
  void set(int n,int d){
    num=n;den=d;
  }
  void print(){
    cout<<num<<"/"<<den<<endl;
  }
};
int main(){
  Fractions a(1,2),b(2,3);
  (a/b).print();
  return 0;
}

View Code

4、参考【实验三】中矩阵（三），重载运算符＋和－，实现矩阵的加减。（懒得做了- -）

5、求积分（选做）（懒得做了- -）

阅读理解和掌握教材第8.5节实例，编程实现求函数定积分的程序，并且上机调试通过
实验六流式IO

1、流式IO（一）

编写C++程序完成以下功能：

（1）使用ofstream 向一个文本文件中输出各种类型的数据，并打开文件观察结果：

整数、无符号整型、长整型、浮点型、字符串、……

（2）用十进制、八进制、十六进制方式向文本文件中输出整数；
（3）使用控制符和成员函数来控制输出的格式：

set（） precision() ...

1 #include <iostream>
 2 #include <iomanip>
 3 #include <fstream>
 4 
 5 using namespace std;
 6 int main(){
 7   int hh=2333;
 8   unsigned int un=100;
 9   long l=100000;
10   double d=123.533456780123;
11 
12   ofstream f("out.txt");
13   f<<"整数："<<hh<<endl;
14   f<<"无符号整型："<<un<<endl;
15   f<<"长整型："<<l<<endl;
16   f<<"浮点型："<<d<<endl;
17   f<<"我是一个字符串"<<endl;
18   f.close();
19 
20   cout <<showbase;//显示进制的格式
21   cout<<"十进制："<<hh<<endl;
22   cout<<"十六进制："<<hex<<hh<<endl;
23   cout<<"八进制："<<oct<<hh<<endl;
24   cout<<"回到十进制："<<dec<<hh<<endl<<endl;
25 
26   cout<<"精度10位:"<<setprecision(10)<<d<<endl;
27   cout<<"当前精度："<<cout.precision()<<endl;
28   cout<<"定点小数："<<fixed<<d<<endl ;
29   return 0;
30 }

View Code

2、流式IO（二）

编写C++程序完成以下功能：

（1）输入一个文本文件名
（2）使用ofstream 向一个二进制文件中输出各种类型的数据，并打开文件观察结果：

整数、无符号整型、长整型、浮点型、字符串、……

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <fstream>
using namespace std;
int main(){
  int hh=2333;
  unsigned int un=100;
  long l=100000;
  double d=123.533456780123;
  char file[1000];
  cout<<"请输入文件名"<<endl;
  cin>>file;
  ofstream f(file, ios::binary);
  f<<"整数："<<hh<<endl;
  f<<"无符号整型："<<un<<endl;
  f<<"长整型："<<l<<endl;
  f<<"浮点型："<<d<<endl;
  f<<"我是一个字符串"<<endl;
  f.close();
  return 0;
}

3、流式IO（三）

编写C++程序完成以下功能：
（1）输入一个文本文件名；
（2）打开文件名，在该文件的每一行前面加上一个行号，保存在另外一个文本文件中。

1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 #include <string>
 4 #include <fstream>
 5 using namespace std;
 6 int main(){
 7   char file[1000];
 8   cout<<"请输入文件名"<<endl;
 9   cin>>file;
10   ifstream in(file);
11   if(!in){
12     cout<<"文件打开失败!\n";
13     return 0;
14   }
15   ofstream out("out.txt");
16   if(!out){
17     cout<<"文件打开失败!\n";
18     return 0;
19   }
20 
21   int i=1;
22   string s;
23   /*另一种实现方式
24   cout<<i++<<" ";
25   while(in>>s){
26     cout<<s;
27     if(in.peek()=='\n')cout<<endl<<i++<<" ";
28   }*/
29   while(getline(in,s))
30     cout<<i++<<s<<endl;
31   in.close();
32   out.close();
33   return 0;
34 }

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实验问题

- 怎么读入一行？
  一是用string库函数的getline，另一种是通过判断peek()=='\n'。

实验七 C＋＋程序设计应用

1、电话本

编写C++程序完成以下功能：
（1）      实现简单电话本功能，用姓名来搜索电话号码；
（2）      用户输入姓名，程序查找并输出结果；
（3）      用户可以通过输入，添加姓名和电话号码；
（4）      用户可以删除姓名和电话号码；
（5）      电话本可以保存在指定文件中；
（6）      电话可被从指定文件中读入到内存。

1 #include <iostream>
  2 #include <string>
  3 #include <fstream>
  4 using namespace std;
  5 class People{
  6 private:
  7   string name,tel;
  8 public:
  9   People* next;   
 10   People(string n="\0",string t="\0"):name(n),tel(t){next=NULL;}
 11   People(People& p):name(p.name),tel(p.tel){}
 12   ~People(){next=NULL;}
 13   string Name(){return name;}
 14   string Tel(){return tel;}
 15 };
 16 
 17 string n,t;
 18 char op,file[1000];
 19 class TelBook{
 20 private:
 21   People *head,*p;
 22 public:
 23   TelBook(){head=p=NULL;}
 24   ~TelBook(){
 25     People *tp;
 26     while(head!=NULL){
 27       tp=head->next;
 28       delete head;
 29       head=tp;
 30     }
 31     p=NULL;
 32     head=NULL;
 33   }
 34   void find(string n){
 35     People *q=head;
 36     while(q!=NULL){
 37       if(q->Name()==n){
 38         cout<<"找到了（下一个? y/n）"<<q->Name()<<": "<<q->Tel()<<endl;
 39         while(cin>>op){
 40           if(op=='n'||op=='N')return;
 41           if(op=='y'||op=='Y')break;
 42         }
 43       }
 44       q=q->next;
 45     }
 46     cout<<"已遍历结束，找不到了。"<<endl;
 47   }
 48   void add(string n,string t){
 49     People *q=p;
 50     p=new People(n,t);
 51     if(q!=NULL)q->next=p;
 52     else head=p;
 53     cout<<"添加了一条记录"<<endl;
 54   }
 55   void remove(string n){
 56     People *last=NULL,*q=head;
 57     while(q!=NULL){
 58       if(q->Name()==n){
 59         cout<<"是否删除（y/n(下一个)）"<<q->Name()<<": "<<q->Tel()<<endl;
 60         while(cin>>op){
 61           if(op=='n'||op=='N')break;
 62           if(op=='y'||op=='Y'){
 63             if(head==q)
 64               head=p=NULL;
 65             else{
 66               last->next=q->next;
 67               if(p==q)p=last;
 68             }
 69             q->~People();
 70             cout<<"删除成功"<<endl;
 71             break;
 72           }
 73         }
 74       }
 75       last=q;
 76       q=q->next;
 77     }
 78     cout<<"已遍历结束。"<<endl;
 79   }
 80   void input(){
 81     cout<<"请输入需要打开电话本的文件名:"<<endl;
 82     cin>>file;
 83     ifstream in(file);
 84     if(!in){
 85       cout<<"文件打开失败!\n";
 86       return;
 87     }
 88     while(in>>n>>t) add(n,t);
 89     cout<<"电话本打开成功!"<<endl;
 90     in.close();
 91   }
 92   void output(){
 93     cout<<"请输入需要保存电话本的文件名："<<endl;
 94     cin>>file;
 95     ofstream out(file);
 96     if(!out){
 97       cout<<"文件打开失败!\n";
 98       return;
 99     }
100     People *q=head;
101     while(q!=NULL){
102       out<<q->Name()<<" "<<q->Tel()<<endl;
103       q=q->next;
104     }
105     cout<<"电话本保存成功！"<<endl;
106     out.close();
107   }
108 }b;
109 int main(){
110   while(1){
111     cout<<"（1）打开电话本（2）保存电话本（3）查找（4）添加（5）删除"<<endl;
112     while(cin>>op && (op<'1'||op>'5'));
113     switch(op){
114       case '1':b.input();break;
115       case '2':b.output();break;
116       case '3':
117         cout<<"请输入需要查找的姓名："<<endl;
118         cin>>n;
119         b.find(n);
120         break;
121       case '4':
122         cout<<"请输入姓名 电话："<<endl;
123         cin>>n>>t;
124         b.add(n,t);
125         break;
126       case '5':
127         cout<<"请输入需要删除的人的姓名："<<endl;
128         cin>>n;
129         b.remove(n);
130         break;
131       default:break;
132     }
133   }
134   return 0;
135 }

View Code

实验问题

- 用什么实现删除、插入数据？
  很容易想到链表，于是在电话本这个类里面就有一个head指针指向开头和p指针指向最后一个。
- 电话号码用整型？
  不行，不但是因为位数不够，还有可能有前导0或短线。
- 删除时，也需要查找，是否调用find？
  不好，因为需要另外传递参数，这样find的设计就变复杂了，而且在指针传参时，没有改变指针的值，所以干脆在remove函数里另外写过查找。
- error: no matching function for call to'std::basic_ifstream::open(std::string&)
  原因是C++的string类无法作为open的参数，string file 改为char file[1000]。

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[C++] 「c++小学期」实验题目及代码

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