C++程序设计-第13周 继承与派生（二）

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【目的】

1. 进一步掌握类的派生与继承的概念、应用方法
2. 掌握继承方式对成员访问权限的影响
3. 掌握虚基类的用法

第三部分 实践项目
【项目1】理解基类中成员的访问限定符和派生类的继承方式
由下面派生类StudentB对基类StudentA的继承……

#include <iostream>
using namespace std;
class StudentA //（1）修改studentA类中各数据成员和成员函数的访问限定符，并观察发生的现象
{
public:
    StudentA(int n,string nam,char s);
    void showA();
    ~StudentA( ) { }
protected:
    int num;
    string name;
    char sex ;
};


class StudentB: public StudentA //（2）修改此处的继承方式，并观察发生的现象
{
public:
    StudentB(int n,string nam,char s,int a,string ad);
    void showB( );
    ~StudentB( ) { }
private:
    int age;
    string addr;
};


StudentA::StudentA(int n,string nam,char s)
{
    num=n;
    name=nam;
    sex=s;
}
void StudentA::showA()
{
    cout<<"num: "<<num<<endl;
    cout<<"name: "<<name<<endl;
    cout<<"sex: "<<sex<<endl<<endl;
}


StudentB::StudentB(int n,string nam,char s,int a,string ad):StudentA(n,nam,s)
{
    age=a;
    addr=ad;
}
void StudentB::showB( )
{
    cout<<"num: "<<num<<endl;
    cout<<"name: "<<name<<endl;
    cout<<"sex: "<<sex<<endl;
    cout<<"age: "<<age<<endl;
    cout<<"address: "<<addr<<endl<<endl;
}


int main( )  //(3)思考由于访问限定符和继承方式的改变，会引发什么现象的发生，并作出解释
{
    StudentB stud1(10010,"Wang-li",'f',19,"115 Beijing Road,Shanghai");
    StudentB stud2(10011,"Zhang-fun",'m',21,"213 Shanghai Road,Beijing");
    StudentA stud3(20010,"He-xin",'m');
    stud1.showB( );
    stud2.showA( );
    stud3.showA( );
    return 0;
}

（1）尝试改变并运行
　　请修改基类中成员的访问限定符和派生类的继承方式，考虑可能的运行结果或可能出现的错误，并在上机时进行验证、对比，达到理解派生类成员的访问属性的目的。
（2）总结
　　记录（1）的结果，将出现的错误摘录下来，并加上自己的解释；用自己的话总结确定派生类成员的访问属性的原则，也写到报告博文中。


【项目2】（第11章习题9）分别定义Teacher(教师)类和Cadre（干部）类，采用多重继承方式由这两个类派生出新类Teacher_Cadre（教师兼干部）。要求： 
（1）在两个基类中都包含姓名、年龄、性别、地址、电话等数据成员。 
（2）在Teacher类中还包含数据成员title(职称)，在Cadre类中还包含数据成员post（职务），在Teacher_Cadre类中还包含数据成员wages(工资)。 
（3）对两个基类中的姓名、年龄、性别、地址、电话等数据成员用相同的名字，在引用这些数据成员时，指定作用域。 
（4）在类体中声明成员函数，在类外定义成员函数。 
（5）在派生类Teacher_Cadre的成员函数show中调用Teacher类中的display函数，输出姓名、年龄、性别、职称、地址、电话，然后再用cout语句输出职务与工资。


【项目3】在下面一段类的定义中，自行车类的虚基类为车辆类，机动车类的虚基类也为车辆类，摩托车类的基类为自行车类和机动车类，类之间均为公有继承。
（1）根据上面各类间关系的描述，补全下面程序段中空缺的代码
（2）实现程序中声明的成员函数，注意相应操作中的动作发生的条件不能满足时应给出提示。
（3）运行程序，享受开摩托的过程。（请下载 资源中一个可执行文件，可以先运行再编程。不必申请驾照，这个摩托车很安全。）
（4）在报告中回答问题：本题中使用虚基类的好处是什么？

#include <iostream>
#include<conio.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
enum vehicleStaus {rest, running};  //车辆状态：泊车、行进
class vehicle //车辆类
{
protected:
	int maxSpeed;		//最大车速
	int currentSpeed;	//当前速度
	int weight;			//车重
	vehicleStaus status; //rest-泊车状态；running-行进状态
public:
	vehicle(int maxS, int w); //构造函数，初始时，当前速度总为0且处在停车状态
	void start();  //由rest状态到running, 初速为1
	void stop(); //由running状态到rest, 当前速度小于5时，才允许停车
	void speed_up();  //加速，调用1次，速度加1
	void slow_down(); //减速，调用1次，速度减1，速度为0时，停车
};


class bicycle :_____(1)_________//（1）自行车类的虚基类为车辆类
{ 
protected:
	double height; //车高
public:
	bicycle(int maxS=10, int w=50, int h=0.7);   //定义构造函数
};


class motorcar : ______(2)__________//（2）机动车类的虚基类也为车辆类
{ 
protected:
	int seatNum; //座位数
	int passengerNum; //乘客人数
public:
	motorcar(int maxS=150, int w=1500, int s=5, int p=1);   //定义构造函数
	void addPassenger(int p=1);   //增加搭载的乘客，超员要拒载，有人下车时，p为负数。当然车上乘客至少有1个（司机）。只有车停稳后才能上下客。
};


class motorcycle: ______(3)_________ //（3）摩托车类的基类为自行车类和机动车类
{ 
public:
	//定义构造函数
	motorcycle(int maxS=90, int w=100, int s=3, int p=1, int h=0.7);   
	void show(); //显示摩托车的运行状态
};


int main( )
{
	motorcycle m;
	bool end=false;
	while (!end){
		cout<<"请操作：1-启动  2-加速  3-减速  4-有人上车  5-有人下车  6-停车 0-结束"<<endl;
		char keydown= _getch(); //_getch()返回键盘上读取的字符
		switch(keydown)
		{
		case '1': 
			cout<<"操作(启动)\t"; m.start(); break;
		case '2':                         
			cout<<"操作(加速)\t"; m.speed_up(); break;
		case '3':                          
			cout<<"操作(减速)\t"; m.slow_down(); break;
		case '4':                        
			cout<<"操作(有人上车)\t"; m.addPassenger(); break;
		case '5':                      
			cout<<"操作(有人下车)\t"; m.addPassenger(-1); break;
		case '6':                      
			cout<<"操作(停车)\t"; m.stop(); break;
		case '0':               
			end=true; break;
		}
		m.show();
		cout<<endl;
		Sleep(200);  //要包含头文件<windows.h>
	}
	return 0;
}

【项目4】日期时间类
　　定义一个日期类Date，数据成员包括年、月、日，SetDate(int y,int m,int d)和PrintDate()函数分别用于设置日期和显示日期；再定义一个时间类Time，数据成员包括时、分、秒，SetTime(int h,int m,int s)和PrintTime()函数分别用于设置时间和显示时间，在此基础上再定义一个日期时间类TimeDate，充分利用已有的两个类，并编写主函数测试所定义的类结构。
　　
【项目5（选做）】类的组合与继承
（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)；
（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员(半径)，基类的成员表示圆心；
（3）编写上述两类中的构造、析构函数及必要的输入输出函数
（4）定义友元函数int locate，判断点p在圆c上、圆c内或圆c外，返回值<0圆内，==0圆上，>0 圆外；
（5）重载关系运算符（6种）运算符，使之能够按圆的面积比较两个圆的大小；
（6）给定一点p，求出该点与圆心相连成的直线与圆的两个交点并输出
下面给出用于测试的main()函数，涉及到的类请自行定义

int main( )
{
	Circle c1(3,2,4),c2(4,5,5);      //c2应该大于c1
	Point p1(1,1),p2(3,-2),p3(7,3);  //分别位于c1内、上、外


	cout<<"圆c1: "<<c1;
	cout<<"点p1: "<<p1;
	cout<<"点p1在圆c1之"<<((locate(p1, c1)>0)?"外":((locate(p1, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
	cout<<"点p2: "<<p2;
	cout<<"点p2在圆c1之"<<((locate(p2, c1)>0)?"外":((locate(p2, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;	
	cout<<"点p3: "<<p3;
	cout<<"点p3在圆c1之"<<((locate(p3, c1)>0)?"外":((locate(p3, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
	cout<<endl; 


	cout<<"圆c1: "<<c1;
	if(c1>c2) cout<<"大于"<<endl;
	if(c1<c2) cout<<"小于"<<endl; 
	if(c1>=c2) cout<<"大于等于"<<endl;
	if(c1<=c2) cout<<"小于等于"<<endl; 
	if(c1==c2) cout<<"等于"<<endl; 
	if(c1!=c2) cout<<"不等于"<<endl; 
	cout<<"圆c2: "<<c1;
	cout<<endl; 


	Point p4,p5;
	crossover_point1(p1,c1, p4, p5);


	cout<<"点p1: "<<p1;
	cout<<"与圆c1: "<<c1;
	cout<<"的圆心相连，与圆交于两点，分别是："<<endl;
	cout<<"交点: "<<p4;
	cout<<"交点: "<<p5;
	cout<<endl; 
	return 0;
}

提示：完成（6）时，借助解析几何的知识，推导出交点坐标，编程序解决即可。

第一部分 阅读程序
1、完成本章课后习题5和习题6中的任务。请自行改造程序，创建验证题目中涉及问题的情境，检验自己的答案是否正确。
习题5代码

#include <iostream>
#include<Cmath>
using namespace std;
class A                   //A为基类
{
public:
	void f1( );
	int i;
protected:
	void f2();
	int j;
private:
	int k;
};


class B: public A            //B为A的公用派生类
{
public:
	void f3( );
protected:
	int m;
private:
	int n;
};


class C: public B              //C为B的公用派生类
{
public:
	void f4();
private:
	int p;
};


int main()
{
	A a1;                         //a1是基类A的对象
	B b1;                         //b1是派生类B的对象
	C c1;                         //c1是派生类C的对象
	return 0;
}

习题6代码 

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	void f1( );
protected:
	void f2();
private:
	int i;
};


class B: public A
{
public:
	void f3( );
	int k;
private:
	int m;
};


class C: protected B
{
public:
	void f4();
protected:
	int n;
private:
	int p;
};


class D: private C
{
public:
	void f5();
protected:
	int q;
private:
	int r;
};


int main()
{
	A a1;
	B b1;
	C c1;
	D d1;
	return 0;
}

2、完成本章课后习题7和习题8中的任务。请运行程序，并和自己的答案进行对照。
习题7代码

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(){a=0;b=0;}
	A(int i){a=i;b=0;}
	A(int i,int j){a=i;b=j;}
	void display(){cout<<"a="<<a<<" b="<<b;}
private:
	int a;
	int b;
};


class B  : public A
{
public:
	B(){c=0;}
	B(int i):A(i){c=0;}
	B(int i,int j):A(i,j){c=0;}
	B(int i,int j,int k):A(i,j){c=k;}
	void display1()
	{
		display();
		cout<<" c="<<c<<endl;
	}
private:
	int c;
};


int main()
{ 
	B b1;
	B b2(1);
	B b3(1,3);
	B b4(1,3,5);
	b1.display1();
	b2.display1();
	b3.display1();
	b4.display1();
	return 0;
}

习题8代码

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(){cout<<"constructing A "<<endl;}
	~A(){cout<<"destructing A "<<endl;}
};


class B  : public A
{
public:
	B(){cout<<"constructing B "<<endl;}
	~B(){cout<<"destructing B "<<endl;}
};


class C  : public B
{
public:
	C(){cout<<"constructing C "<<endl;}
	~C(){cout<<"destructing C "<<endl;}
};
int main()
{
	C c1;
	return 0;
}

第二部分 期中测验(在OJ平台上完成)