Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
В. С. Романчик, А. Е. Люлькин
С++
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
по курсу «МЕТОДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ»
Учебно
-
методическое пособие
для студентов механико
-
математического факультета
МИНСК
БГУ
2005
2
УДК 681.142.2(072)
ББК 32.973.26
-
018.1я73
Р6
9
А в т о р ы :
В. С. Романчик, А. Е. Люлькин
Р е ц е н з е н т ы:
кандидат физико
-
математических наук, доцент
Галкин И. М.,
кандидат физико
-
математических наук, доцент,
Суздаль С. В.
Рекомендовано Ученым советом механико
-
математического факультета БГ
У
29 марта 2005 года, протокол № ___
В пособии рассматриваются шесть лабораторных работ, выполняемых студентами 2
-
го курса
при изучении вопросов, связанных с программированием на языке
C
++ . Эти вопросы я
в
ляются
составной частью курса “Методы прог
раммирования”, изучаемого студентами 1
-
го
–
2
-
го курсов
механико
-
математического факультета. Для выполнения каждого задания отводится 2
-
3 недели.
Для выполнения всех заданий отводится 14 недель.
УДК 681.142.2(072)
ББК 32.973.26
-
018.1я73
Коллектив автор
ов, 2005
БГУ, 2005
3
Лабораторная работа № 1
Тема. Простейшие классы и объекты
Теоретическое введение.
Классы представляют абстрактные
типы данных с открытым интерфейсом и скрытой внутренней
реализацией. В классах реализованы базовые принципы
о
бъектно
-
ор
иентированного программирования
(
ООП):
1) абстракция данных;
2) инкапсуляция
–
в классах объединяются данные и методы
(функции) для работы с ними, так как лишь через методы возможен
доступ к сокрытым данным класса;
3) наследование
–
в производных классах н
аследуются члены
базового класса;
4) полиморфизм
–
возможность использования одних и тех же
методов для работы с различными объектами
базового и порожде
н-
ных им классов
.
Определение простейшего класса без наследования имеет вид:
class имя_класса
//
по умолчанию раздел private
–
частные члены класса
public: // открытые функции и переменные класса
;
Имя класса является новым типом данных. Понятию переменной
данного типа соответствует понятие объекта класса. Список членов
класса включает о
писание данных и функций. Функции, описания
которых находятся в определении класса, называются функциями
-
членами класса.
Переменные и функции, объявленные в разделе класса по
умолчанию или явно как
private,
имеют область видимости в пределах
класса. Их мож
но сделать видимыми вне класса, если объявить в
разделе
public:
.
Обычно переменные объявляются в разделе
private
, а
функции в разделе
public
.
Классами в С++ являются также структуры
(struct
)
и объединения
(union
).
В отличие от класса члены структуры по умо
лчанию
являются открытыми, а не закрытыми. Кроме того, объединения не
могут наследоваться и наследовать.
При реализации функциональной части класса могут быть
использованы функции
-
члены класса, конструкторы, деструкторы,
функции
-
операторы. Функции класса в
сегда объявляются внутри
класса. Определение функции может находиться и внутри класса.
Такие функции называются
inline
-
функциями.
Обычно о
пределения
4
функций
-
членов класса помещаются вне класса. При этом перед
именем функции указывается
имя_класса::
.
тип и
мя_класса:: имя_функции (описание аргументов)
/*тело функции*/
Вызов функций осуществляется одним из двух способов:
имя_объекта.имя_функции(аргументы);
указатель_на_объект
-
> имя_функции(аргументы);
Обращение к данным объекта класса осуществля
ется с помощью
функций, вызываемых из объ
е
ктов. При этом функции
-
члену класса
передается скрытый указатель
this
на объект, вызывающий функцию.
Функции
-
«друзья» класса, объявляемые в классе со
спецификатором
friend
, указатель
this
не содержат. Объекты
, с ко
т
о-
рыми работают т
а
кие функции,
должны передаваться в качестве их
аргументов.
Это обычные функции языка С++, которым разр
е
шен
доступ к закрытым членам класса.
Пример.
/*
Создается класс
Student
. Формируется динамический массив объе
к
тов. При
тестировании вы
водится: сформированный список студентов, список ст
у
дентов
заданного факультета, список студентов для заданных факультета и ку
р
са.*/
#include
#include
#include
struct date //
дата
рождения
char daymon[6];
int year;
;
//======= class Student =================
class Student
char name[30]; //private
date t;
char adr[30], fac[20];
int kurs;
public:
Student();
char *getfac();
int getkurs();
void show();
;
S
tudent::Student()
cout<<"Input name:"; cin>>name;
cout<<"Input date of born
\
n";
cout<<"Day.mon:"; cin>>t.daymon;
cout<<"Year:"; cin>>t.year;
cout<<"Input adr:"; cin>>adr;
cout<<"Input fac:"; cin>>fac;
5
cout<<"Input kurs:"; cin>>kurs;
void Student::show()
cout<<"Name :"<
cout<<"Was born :"<
cout<<"Address :"<
cout<<"Fac :"<
cout<<"Kurs
:"<
char *Student::getfac() return fac;
int Student::getkurs() return kurs;
void spisfac(Student spis[],int n)//
список
студентов
заданного
факульт
е
тата
char fac[20];
cout<<"Input faculty:"; cin>>fac;
for(int i=0;i
if(strcmp(spis[i].getfac(),fac)==0)spis[i].show();
void spisfackurs(Student spis[],int n)
//список студентов з
аданных факультета и курса
int i,k;
char fac[20];
cout<<"Input faculty:"; cin>>fac;
cout<<"Input the course:"; cin>>k;
for(i=0;i
if ((strcmp(spis[i].getfac(),fac)==0)&&(spis[i].getkurs()==k))
s
pis[i].show();
//========= main ================
void main()
Student *spis;
int n;
cout<<"Input a number of students: "; cin>>n;
spis=new Student [n];
for(int i=0;i
cout<<"=============================
="<
spis[i].show();
spisfac(spis,n);
spisfackurs(spis,n);
delete [] spis;
cout<<"press any key!"
while(!kbhit());
6
Задания для самостоятельного решения
Разработать классы для описанных ниже объектов. Включить в
класс методы
set
(…),
get
(…),
show
(…). Определить другие методы.
1.
Student
: Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Адрес, Тел
е-
фон, Факультет, Курс. Создать м
ассив объектов. Вывести:
а) список студентов заданного факультета;
б) списки студентов для каждого факультета и курса;
в) список студентов, родившихся после заданного года.
2.
Abiturient
: Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Оценки. Создать
массив объектов. Выве
сти:
а) список абитуриентов, имеющих неудовлетворительные оценки;
б) список абитуриентов, сумма баллов у которых не меньше з
а-
данной;
в) выбрать
N
абитуриентов, имеющих самую высокую сумму ба
л-
лов, и спи
сок абитуриентов, имеющих полупроходной балл.
3.
Aerof
lot
: Пункт назначения, Номер рейса, Тип самолета, Вр
е
мя
вылета, Дни недели. Создать массив объектов. Вывести:
а) список рейсов для заданного пункта назначения;
б) список рейсов для заданного дня недели;
в) список рейсов для заданного дня недели, время выле
та для к
о-
торых больше заданного.
4.
Book
: Автор, Название, Издательство, Год, Количество стр
а
ниц.
Создать массив объектов. Вывести:
а) список книг заданного автора;
б) список книг, выпущенных заданным издательством;
в) список книг, выпущенных после заданно
го года.
5.
Worker
: Фамилия и инициалы, Должность, Год поступления на
работу, Зарплата. Создать массив объектов. Вывести:
а) список работников, стаж работы которых на данном предпри
-
ятии превышает заданное число лет;
б) список работников, зарплата которых
больше заданной;
в) список работников, занимающих заданную должность.
6.
Train
: Пункт назначения, Номер поезда, Время отправления,
Число общих мест, Купейных, Плацкартных. Создать массив объе
к-
тов. В
ы
вести:
а) список поездов, следующих до заданного пункта н
азначения;
б) список поездов, следующих до заданного пункта назначения и
отпра
в
ляющихся после заданного часа;
в) список поездов, отправляющихся до заданного пункта назнач
е-
ния и имеющих общие места.
7
7.
Product
: Наименование, Производитель, Цена, Срок хран
е
н
ия,
Количество. Создать массив объектов. Вывести:
а) список товаров для заданного наименования;
б) список товаров для заданного наименования, цена которых не
превышает указанной;
в) список товаров, срок хранения которых больше заданного.
8.
Patient
: Фамили
я, Имя, Отчество, Адрес, Номер медицинской
карты, Диагноз. Создать массив объектов. Вывести:
а) список пациентов, имеющих данный диагноз;
б) список пациентов, номер медицинской карты которых нах
о
дится
в з
а
данном интервале.
9.
Bus
: Фамилия и инициалы водите
ля, Номер автобуса, Номер
маршрута, Марка, Год начала эксплуатации, Пробег. Создать массив
объектов. Вывести:
а) список автобусов для заданного номера маршрута;
б) список автобусов, которые эксплуатируются больше 10 лет;
в) список автобусов, пробег у котор
ых больше 10 000 км.
10.
Customer
: Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Телефон, Номер
кредитной карточки, Номер банковского счета. Создать массив объе
к-
тов. Вывести:
а) список покупателей в алфавитном порядке;
б) список покупателей, номер кредитной карточки кото
рых нах
о-
дится в заданном интервале.
11.
File
: Имя файла, Размер, Дата создания, Количество обращ
е-
ний. Создать массив объектов. Вывести:
а) список файлов, упорядоченный в алфавитном порядке;
б) список файлов, размер которых превышает заданный;
в) список фай
лов, число обращений к которым превышает зада
н-
ное.
12.
Word
: Слово, Номера страниц, на которых слово встречается
(от 1 до 10), Число страниц. Создать массив объектов. Вывести:
а) слова, которые встречаются более чем на
N
страницах;
б) слова в алфавитном п
орядке;
в) для заданного слова номера страниц, на которых оно встреча
-
е
т
ся.
13.
House
: Адрес, Этаж, Количество комнат, Площадь. Создать
массив объектов. Вывести:
а) список квартир, имеющих заданное число комнат;
б) список квартир, имеющих заданное число ко
мнат и расположе
н-
ных на этаже, который находится в определенном промежутке;
8
в) список квартир, имеющих площадь, превосходящую заданную.
14.
Phone
: Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Номер, Время внутр
и-
городских разговоров, Время междугородних разговоров. Созда
ть
массив объектов. Вывести:
а) сведения об абонентах, время внутригородских разговоров кот
о-
рых пр
е
вышает заданное;
б) сведения об абонентах, воспользовавшихся междугородней св
я-
зью;
в) сведения об абонентах, выведенные в алфавитном порядке.
15.
Person
: Фам
илия, Имя, Отчество, Адрес, Пол, Образование,
Год рождения. Создать массив объектов. Вывести:
а) список граждан, возраст которых превышает заданный;
б) список граждан с высшим образованием;
в) список граждан мужского пола.
Тесты
1. Для чего нужны классы?
В
арианты ответа*:
*1) для определения новых типов в программе; 2) для упрощения работы с
функциями; *3) для соединения данных и операций над ними; 4) для упрощ
е-
ния работы с указателями.
2. Методы класса определяют:
*1) какие операции можно выполнять с объек
тами данного класса; 2) какие
типы значений могут принимать данные
-
члены класса; 3) каким образом ре
а-
лизуется защита данных
-
членов класса.
3. Атрибуты (данные
-
члены) класса могут быть:
1) только целыми числами; 2) любыми встроенными типами; *3) любого о
п-
ре
деленного в программе типа.
4. Какая из записей соответствует обращению к атрибуту
arg
класса А в опр
е-
д
е
лении метода этого же класса?
Варианты
ответа:
*1) this
–
> arg; *2) arg; 3) A
–
> arg; 4) A
–
> this
–
> arg.
5. Если имеется код
class A public: int a;
; A *obj;
то как обратиться к переменной а?
Варианты
ответа:
1) obj.a; 2) (*obj)
–
> a; *3) obj
–
> a; 5) obj :: a.
6.
Если
имеется
код
class A public: int a, b, c;; A *obj;
то как обратиться к переменной
b
?
Варианты ответа:
1)
(*
obj
)
–
>
b
; 2)
A
::
b
; *3) (*
obj
).
b
; 4)
obj
–
>
a
.
b
.
* Звездочкой в тестах отмечены правильные ответы.
9
7. Каков будет результат выполнения следующего кода:
class A
public:
int inc (int x) return x++;
int inc (short x) (return x+2;
;
A obj; int y=5;
cout << obj.inc(y); ?
Вариант
ы ответа:
*1) 5; 2) 6; 3) 7; 4) ошибка при компиляции.
8. Каков будет результат выполнения следующего кода:
class A
public:
int y;
int inc (int x) return y++;
int inc (short x) return x+y;
;
A obj; int y=5; obj.y= 6;
cout << obj.inc(y); ?
Варианты о
твета:
1) 5;
*
2) 6; 3) 11; 4) 7; 5) ошибка при компиляции.
9. Какими по умолчанию объявляются элементы структуры?
Варианты ответа:
1)
private
; *2)
public
; 3)
protected
; 4) по умолчанию не объявл
я
ются.
Лабораторная работа № 2
Тема. Разработка классов
Теоре
тическое введение.
При разработке класса необходимо о
п-
ределить данные класса и его методы, конструкторы и деструкт
о
ры.
Конструктор
–
это функция
-
член класса, которая вызывается автом
а-
тически при создании статического или динамического объекта кла
с-
са. Он ин
ициализирует объект и переменные класса. У констру
к
тора
нет возвращаемого значения, но он может иметь аргументы и быть
пер
е
гружаемым.
Противоположные конструктору действия выполняет деструктор
,
который
вызывается автоматически при уничтожении объекта.
Дес
труктор имеет то же имя, что и класс, но перед ним стоит ‘~’.
Деструктор можно вызывать явно в отличие от конструктора.
Конструкторы и деструкторы не наследуются, хотя производный
класс может вызывать конструктор базового класса.
Операторы
-
функции.
И
спольз
уются для введения операций над
объектами, связываемых с символами:
+ ,
-
, * , / , % , ^ , & , | , ~ , ! , = , < , > ,+= , [] ,
-
> , ( ) , new, delete
.
10
Оператор
-
функция является членом класса или дружественной
(
friend
) классу. Общая форма оператор
-
функци
и
-
члена класса:
возвращаемый_тип
имя_класса
::operator#(список_аргум)
/*тело функции*/
После этого вместо
operator#(a,b)
можно писать
a#b
. Здесь #
представляет один из введенных выше символов. Примерами
являются операторы
>>
и
<<
–
перегружаемые операторы
ввода
-
вывода. Отметим, что при перегрузке нельзя менять приоритет
операторов и число операндов. Если оператор
-
функция
-
член класса
перегружает бинарный оператор, то у функции будет только один
параметр
-
объект, стоящий справа от знака оператора. Объект слев
а
вызывает оператор
-
функцию и передается неявно с помощью
указателя
this
. В дружественную функцию указатель
this
не
передается, поэтому унарный оператор имеет один параметр, а
бинарный
–
два.
Оператор присваивания не может быть дружественной функцией,
а то
лько членом класса.
Пример.
Создается класс
Polynom
. В головной программе выпо
л
-
няется тестирование класса.
#include
#include
#include
class Polynom
int n;
double *koef;
public:
Polynom(); //
конструкторы
Polynom(int
k);
Polynom(int k,double *mas);
Polynom
(
const
Polynom
&
ob
); //конструктор копирования
~Polynom()delete[]koef;
void GiveMemory(int k);
void SetPolynom(int k,double *mas);
void SetDegree(int k)n=k;; //
установить
степень
void CalculateValue(double
x); //
вычислить
значение
int GetDegree()return n;; //
получить степень
double GetOneCoefficient(int i)return(koef[i]);;
Polynom operator+(Polynom ob); //
перегрузка
операторов
Polynom operator*(Polynom ob);
double& operator[](int i)return(koef[i
]);//
перегрузка
[]
Polynom& operator = (const Polynom p)
if(&p==this) return *this;
if(koef) delete [] koef;
11
n=p.n;
koef=new double [p.n+1];
for(int i=0;i<=p.n;i++)
koef[i]=p.koef[i];
return *this;
friend ostream& ope
rator<<(ostream& mystream,Polynom &ob);
friend istream& operator>>(istream& mystream,Polynom &ob);
int min(int n,int m)
return (n
int max(int n,int m)
return (n>m)? n:m;
;
//*********** Polynom() **********************************
Polyno
m::Polynom()
randomize();
n=random(5);
koef=new double[n+1];
if(!koef)cout<<"Error";getch();return;
for(int i=n;i>=0;i
--
)
koef[i]=random(10)
-
5;
//************* Polynom(int k) *******************************
Polynom::Polynom(int k)
n=k;
koef=new double[n+1];
if(!koef)cout<<"Error";getch();return;
for(int i=n;i>=0;i
--
)
koef[i]=random(10)
-
5;
//****************** Polynom(int k,double mas[]) ******************
Polynom::Polynom(int k,double mas[])
n=k;
koef=new double[n+1];
if(!
koef)cout<<"Error";getch();return;
for(int i=n;i>=0;i
--
)
koef[i]=mas[i];
//*************** Polynom(const Polynom&ob) *********************
Polynom::Polynom(const Polynom&ob)
n=ob.n;
koef=new double[n+1];
if(!koef)cout<<"Error";getch();return;
for(int i=0;i<=n;i++)
koef[i]=ob.koef[i];
//**************** void GiveMemory(int k) **********************
12
void Polynom::GiveMemory(int k)
if(koef) delete [] koef;
koef=new double[k+1];
if(!koef)cout<<"Error";getch();return;
//***********
********* SetPolynom **************************
void Polynom::SetPolynom(int k,double *mas)
n=k;
if(koef) delete [] koef;
koef = new double [n+1];
for(int i=n;i>=0;i
--
)
koef[i]=mas[i];
//*************** CalculateValue **************************
***
void Polynom::CalculateValue(double x=1.0)
double s;
int i;
for(s=koef[0],i=1;i<=n;i++)
s=s+koef[i]*pow(x,i);
cout<<"f("<
//**************** Polynom operator+(Polynom ob) ***************
Polynom Polynom::operator+(Po
lynom ob)
int i;
Polynom rab;
rab.GiveMemory(max(n,ob.GetDegree()));
for(i=0;i<=min(n,ob.GetDegree());i++)
rab.koef[i]=koef[i]+ob.GetOneCoefficient(i);
if(n
for(i=min(n,ob.GetDegree())+1;i<=ob.GetDegree();i++)
rab.
koef[i]=ob.GetOneCoefficient(i);
rab.n=ob.GetDegree();
else
for(i=min(n,ob.GetDegree())+1;i<=n;i++) rab.koef[i]=koef[i];
rab.n=n;
return rab;
//*************** Polynom operator*(Polynom ob) ***************
Polynom Polynom::oper
ator*(Polynom ob)
int i,j,k;
double s;
13
Polynom rab;
rab.GiveMemory(n+ob.GetDegree());
for(i=0;i<=n+ob.GetDegree();i++)
s=0;
for(j=0;j<=n;j++)
for(k=0;k<=ob.GetDegree();k++)
if(j+k==i)s=s+koef[j]*ob.GetOneCoefficient(k);
rab.koef[i]=s;
rab.n=n+ob.GetDegree();
return rab;
//********** ostream& operator<<(ostream& mystream,Polynom &ob) ******
ostream& operator<<(ostream& mystream,Polynom &ob)
char
c
=' '; //пропустим “+” перед первым коэффициентом
for(int
i=ob.n;i>=0;i
--
)
double ai=ob.koef[i];
if(ai==0) continue;
else if(ai>0) mystream<
if(i==0) continue; else mystream<<"x";
if(i==1) continue; else mystream<<"^"<
if(ai!=0)c='+';
if(c==' ')mystream<<0;
mystream<
return mystream;
//********* istream& operator>>(istream& mystream,Polynom &ob) *
istream& operator>>(istream& mystream,Polynom &ob)
int i;
cout<<"Enter Degree:"; mystream>>ob.n; cout<
for(i=ob
.n;i>=0;i
--
)
cout<<"Enter koeff "<
return mystream;
//******************** MAIN ****************************
int main(int argc, char* argv[])
const int m=3;
Polynom f,g,masp[m],*p1,s;
int n=5,i;
double K[6]=1.0,3.2,0.0,4.1,0.0,1.1;
p1=new Polynom(n,K);
cout<<*p1;
p1
-
>CalculateValue(2.0);
14
cin>>f;
cout<<" f(x)= "; cout<
cout<<" g(x)= "; cout<
s=f+g;
cout<<"f(x)+g(x) = "; cout<
s=f*g;
cout<<" f(
x)*g(x) = "; cout<
s=masp[0]; cout<
for(i=1;i
s=s+masp[i]; cout<
cout<<"Summa: "; cout<< s;
while(!kbhit());
delete
p
1;
return
0;
Задания для самостоятельного решения
Разработать перечисленные ниже
классы. При разработке ка
ж
дого
класса возможны два варианта решения: а) данные
-
члены класса
представляют собой переменные и массивы фиксированной размерн
о-
сти; б) память для данных
-
членов класса выделяется динамически.
1. «
Комплексное число
»
–
Complex
. Кла
сс должен содержать н
е-
сколько конструкторов и операции для сложения, вычитания, умн
о-
жения, деления, присваивания. Создать два ве
к
тора размерности
n
из
комплексных коорд
и
нат. Передать их в функцию, которая выполняет
сложение компле
к
с
ных векторов.
2. Определить класс «
Дробь
»
–
Fraction
в виде пары
(
)
,
mn
. Класс
должен содержать несколько конструкторов. Реализовать методы для
сложения, вычитания, умножения и деления дробей. Перегрузить оп
е-
рации сложения, вычитани
я, умножения, деления, присваивания и
операции отношения. Создать массив объектов и передать его в фун
к-
цию, кот
о
рая изменяет каждый элемент массива с четным индексом
путем добавления следующего за ним элемента ма
с
сива.
3. Разработать класс «
Вектор
»
–
Vecto
r
размерности
n
. Опред
е-
лить несколько конструкторов, в том числе конструктор копирования.
Реализовать методы для вычисления модуля вектора, скалярного пр
о-
изведения, сложения, вычитания, умножения на константу. Перегр
у-
зить операции
сложения, вычитания, умножения, инкремента, декр
е-
мента, индексирования, присваивания для данного класса. Создать
массив объектов. Написать функцию, которая для заданной пары ве
к-
торов будет определять, являются ли они коллинеарными или ортог
о-
нальными.
15
4. О
пределить класс «
Квадратная матрица
»
–
Matrix
. Класс до
л-
жен содержать несколько конструкторов, в том числе конструктор к
о-
пирования. Реализовать методы для сложения, вычитания, умнож
е
ния
матриц; вычисления нормы матрицы. Перегрузить операции сл
о
ж
е-
ния, вычит
ания, умножения и присваив
а
ния для данного класса. Со
з-
дать массив объектов класса
Matrix
и передать его в функцию, к
о
т
о-
рая изменяет
i
-
ю матрицу путем возведения ее в квадрат. В голо
в
ной
программе вывести результат.
5. Разработать
класс
«Многочлен»
–
Polynom
степени
n
. Нап
и-
сать несколько конструкторов, в том числе конструктор копирования.
Реализовать методы для вычисления значения полинома; сложения,
вычитания и у
м
ножения полиномов. Перегрузить операции сло
жения,
вычитания, умножения, инкремента, декремента, индексирования,
присваивания. Создать массив объектов класса. Передать его в фун
к-
цию, вычисляющую сумму полиномов массива и возвращающую п
о-
лином
-
результат, к
о
торый выводится на экран в головной программе
.
6. Определить класс
«Стек»
–
Stack
. Элементы стека хранятся в
массиве. Если массив имеет фиксированную размерность, то пред
у-
смотреть контроль выхода за пределы массива. Если память выдел
я-
ется дин
а
мически и ее не хватает, то увеличить размер выделенной
п
амяти. Включение эл
е
ментов в стек и их извлечение реализовать как
в виде методов, так и с помощью перегруженных операций. Создать
массив объектов класса
Stack
. Передавать объекты в функцию, кот
о-
рая уд
а
ляет из стека первый (сверху), третий, пятый и т. д. эл
ементы.
7. Построить классы для описания плоских фигур: круг, квадрат,
прямоугольник. Включить методы для изменения объектов, перем
е-
щения на плоскости, вращения. Перегрузить операции, реализующие
те же действия. Выполнить тестирование класса, создав масси
в объе
к-
тов.
8. Определить класс «
Строка
»
–
String
длины
n
. Написать н
е-
сколько конструкторов, в том числе конструктор копирования. Реал
и-
зовать методы для выполнения конкатенации строк, извлечения си
м-
вола из з
а
данной позиции, сравнения строк. Перегрузить опе
рации
сложения, индексирования, отношения, добавления
(
)
+=
, присваив
а-
ния для данного класса. Со
з
дать массив объектов и передать его в
функцию, которая выполняет сортировку строк.
9. Разработать класс «
Множество (целых чисел, символо
в, строк
и т. д.)»
–
Set
мощности
n
. Написать несколько конструкторов, в том
числе конструктор копирования. Реализовать методы для опред
е
ления
принадлежности заданного элемента множеству, пересечения, объ
е-
16
динения, разности двух множеств. Перегрузить операц
ии слож
е
ния,
вычитания, умножения (пересечения), индексирования, присва
и
вания.
Создать массив объектов и передавать пары объектов в функцию, к
о-
торая строит множ
е
ство, состоящее из элементов, входящих только в
одно из заданных множеств, т. е.
(
)
(
)
\
ABAB
, и возвращает его в
головную пр
о
грамму.
10. Разработать класс для массива строк. Написать несколько ко
н-
структоров, в том числе конструктор копирования. Реализовать мет
о-
ды для поэлементной конкатенации двух массивов, упорядочения
строк в лекси
кографическом порядке, слияния двух массивов с удал
е-
нием повторяющихся строк, а также для вывода на экран всего масс
и-
ва и зада
н
ной строки. Перегрузить операции сложения, умножения,
индексирования, присваивания для данного класса. Создать массив
объектов и
передавать объекты в функцию, которая выполняет сли
я-
ние объектов и для полученного объекта
-
результата производит ле
к-
сикографическое упорядочения строк.
11. Составить описания класса, обеспечивающего представление
матрицы заданного размера
n
m
и любого мин
ора в ней. П
а
мять для
матрицы выделять динамически. Написать несколько конструкт
о
ров,
в том числе конструктор копирования. Реализовать методы для от
о-
бражения на экране как матрицы в целом, так и заданного м
и
нора, а
также для изменения минора; сложения, выч
итания, умножения м
и-
норов. П
е
регрузить операции сложения, вычитания, умножения и
присваивания для данного класса. Со
з
дать массив объектов данного
класса и передать его в функцию, которая изменяет для
i
-
й матрицы
ее минор путем умн
ожения на константу.
12. Построить класс «
Булев вектор»
–
BoolVector
размерности
n
.
Определить несколько конструкторов, в том числе конструктор коп
и-
рования. Реализовать методы для выполнения поразрядных конъюн
к-
ции, дизъюнкции и от
рицания векторов, а также подсчета числа ед
и-
ниц и нулей в векторе. Реализовать те же действия над векторами с
помощью перегруженных операций. Перегрузить операции отнош
е-
ния и присваивания для данного класса. Создать массив объектов. П
е-
редавать объекты в фу
нкцию, которая будет их изменять по формуле
AAB
=
.
13. Реализовать класс «
Троичный вектор»
–
Tvector
размерности
n
. Ко
м
поненты вектора принимают значения из множества
0,1,
X
.
Два троичных вектора
t
k
=(
t
1
k
,…,t
n
k
) и
t
l
=(
t
1
l
,…,
t
n
l
) называются ортог
о-
нальными, е
с
ли существует такое
i
, что
t
i
k
,
t
i
l
0,1 и
t
i
k
t
i
l
. Операция
17
пере
сечения не ортогональных векторов выполняется покомпонентно
по следу
ю
щим правилам: 1
1=1
X
=
X
1=1, 0
0=0
X
=
X
0=0,
X
X
=
X
. Реализовать методы для п
роверки векторов на ортогонал
ь-
ность, для пересечения не ортогональных векторов, сравнения вект
о-
ров, подсчета числа компонент, равных
X
. Осуществить те же дейс
т-
вия над вект
о
рами с помощью перегруженных операций. Перегрузить
операцию присва
и
вания для данного
класса. Выполнить тестирование
класса, создав массив объектов.
14. Определить класс «
Булева матрица»
–
BoolMatrix
размерн
о-
сти
n
m
. Класс должен содержать несколько конструкторов, в том
чи
с
ле конструктор копирования. Реализовать методы для логического
слож
е
ния (дизъюнкции), умножения и инверсии матриц. Реализовать
мет
о
ды для подсчета числа единиц в матрице и лексикографического
упорядочения строк. Перегрузить операции для логического слож
е-
ния, умножения и инверсии матриц, а также операцию присва
и
вания.
Созд
ать массив объектов класса
BoolMatrix
.
Передавать об
ъ
екты в
функцию, которая их изменяет по формуле
AAB
=
.
Тесты
1. В какой строке допущена ошибка?
class X
int a;
int f() const; //1
int g() return a++;
//2
int h() const return a++; //3
;
Варианты ответа:
1) здесь нет ошибок; (*) 2) //3; 3) //2; 4) //1.
2. Выберите три верных утверждения:
[1] статическая функция
-
член класса, не обладает указателем
this
;
[2] статическая функция
-
член класса, мож
ет быть ви
р
туальной;
[3] в классе не может быть двух функций: статической и нестатич
е
ской
–
с одним
и тем же именем и списком параметров;
[4] статическая функция в классе не может быть объявлена
const
.
Варианты ответа:
1) все утверждения не верны; (*) 2) [
4]; (*) 3) [3]; 4) [2]; (*) 5) [1].
3 Правильно ли перегружены функции?
class X
static void f();
void
f
()
const
;
;
Варианты ответа:
*1) нет; 2) да; 3) да, если убрать
const
.
4. Какие из операторов не могут быть перегружены?
18
Варианты ответа:
1)
n
ew
; *2) . ; 3) * ; 4) []; 5) ().
5. Что будет выведено?
#include < iostream.h >
class X
int a;
public:
X() : a(1)
X& operator++() a++; return *this;;
X& operator++(int) a
--
; return *this;;
friend ostream& operator<<(ostream&, X
&);
;
ostream& operator<<(ostream& _stream, X& _x)
_stream << _x.a;
return _stream;
void main()
X x;
cout << ++x;
cout
<<
x
++;
Варианты ответа:
1) ничего; *2) 21; 3) 12; 4) 22; 5) 11.
6. Даны следующие три свойства, которыми об
ладает функция
-
член кла
с
са:
[1] функция имеет право доступа к закрытой части объявления класса;
[2] функция находится в области видимости класса;
[3] функция должна вызываться для объекта класса (имеется указатель this).
Какими из этих свойств обладает дру
жественная функция?
Варианты ответа:
1) [3]; 2) ни одним; 3) [2]; *4) [1].
7. Какие функции являются неявно inline? Выберите три варианта ответа.
[1] все дружественные функции;
[2] дружественные функции, определенные в классе;
[3] неявный конструктор по ум
олчанию;
[4] неявный деструктор по умолчанию;
[5] виртуальные функции.
Варианты ответа:
1) [5]; *2) [4]; *3) [3]; *4) [2]; 5) [1].
8. Дан следующий код:
class
X
friend
void
f
(
X
&);
;
С помощью какого синтаксиса может быть вызвана функция f?
Варианты
ответа:
1) f не может быть вызвана, т. к. она объявлена как private; 2)
X
x
;
X
::
f
(
x
); 3)
X
x
;
f
(&
x
); 4)
X
x
;
x
.
f
(
x
); *5)
X
x
;
f
(
x
).
19
Лабораторная работа № 3
Тема. Классы для работы с динамическими структур
а
ми
данных
Теоретическое введение
. Объекты классов
могут храниться в в
и-
де массивов или динамических связных списков.
Если класс содержит
конструктор, массив может быть инициализирован, причем
конструктор вызывается столько раз, сколько задается элементов
массива:
samp
ob
[4]=1,2,3,4;
Список инициализации
–
это сокращение общей конструкции:
samp ob[4]=samp(1,2),samp(3,4),samp(5,6),samp(7,8);
При создании динамических объектов используется оператор
new
,
который вызывает конструктор и производит инициализацию. Для
разрушения динамического объекта использует
ся оператор
delete
,
который может помещаться в деструкторе.
Кроме указателей на классы используются ссылки. Ссылка
является скрытым указателем и работает как другое имя переменной.
При передаче объекта через ссылку в функцию передается адрес
объекта и не
делается его копия. Это уменьшает вероятность ошибок,
связанных с выделением динамической памяти и вызовом
деструктора. Так, при передаче в функцию параметра
-
объекта может
возникнуть ошибка из
-
за разрушения деструктором на выходе копии
объекта, которая дол
жна быть исправлена созданием конструктора
копирования. В такой ситуации лучше передать в функцию ссылку на
объект и возвратить ссылку на объект.
Пример.
Создается класс
Tree
(бинарное дерево). Информацио
н-
ная часть узла дерева содержит целое число. Тестиро
вание класса в
ы-
полн
я
ется с помощью меню, которое позволяет сформировать дерево,
вывести содержимое его узлов в порядке возрастания, найти узел по
ключу, вывести содержимое листьев дерева (вершин, не имеющих п
о-
то
м
ков).
#
include
"
vip
\
menu
.
cpp
" //реализация ра
боты с меню
#include
#include
#include
char bufRus[256];
char*Rus(const char*text)
CharToOem(text,bufRus);
return bufRus;
struct node
int
n
; //информационное поле узла дерева
20
int count;
no
de*left,*right;
;
class Tree
public:
node*root;
Tree
()
root
=0;
Tree
(
int
t
); // Формирование дерева из
t
случайных чисел
void CopyTree(node*&rootnew,node*rootold);
/* Копирует дерево с корнем rootold в дерево с корнем rootnew. В р
езульт
а
те
деревья находятся в различных динамических участках пам
я
ти.*/
Tree
(
const
Tree
&
ob
); //конструктор копирования
// Рекурсивная функция, используемая в деструкторе (освобождение памяти)
void DelTree(node *wer);
~Tree()DelTree(root);
void P
ush(node*&wer,int data);//
Вставка
элемента
в
дерево
void
Look
(
node
*
wer
); //
-
Вывод дерева на экран
node*Find(node*wer,int key); //
Поиск
по
ключу
void PrintLeaves(node *wer); //
Вывод
листьев
дерева
на
экран
;
//********************** T
ree::Tree(int t) *******************
Tree::Tree(int t)
root=0;
for(int i=0;i
Push(root,random(10)
-
5);
void Tree::CopyTree(node*&rootnew,node*rootold)
if(rootold
-
>left!=0)
Push(rootnew,(rootold
-
>left)
-
>n);CopyTree(rootnew,rootold
-
>le
ft);
if(rootold
-
>right!=0)
Push(rootnew,(rootold
-
>right)
-
>n);CopyTree(rootnew,rootold
-
>right);
Tree::Tree(const Tree&ob)
if(ob.root==0)root=0;
else
root=new node;
root
-
>n=ob.root
-
>n;
root
-
>count=1;
root
-
>left=0;
root
-
>right=0;
CopyTree(root,ob.root);
21
void Tree::DelTree(node *wer)
if(wer
-
>left!=0)DelTree(wer
-
>left);
if(wer
-
>right!=0)DelTree(wer
-
>right);
delete wer;
void Tree::Push(node*&wer,int data)
if(wer==0)
wer=new node;
wer
-
>n=data;
wer
-
>left=0;wer
-
>right=0;
wer
-
>count=1;
else if(data
>n)Push(wer
-
>left,data);
else if(data>wer
-
>n)Push(wer
-
>right,data);
else wer
-
>count++;
void Tree::L
ook(node*wer)
if(wer!=0)
Look(wer
-
>left);
cout<
: ")<
>n<<"
-
"<
>count;
cout<
")<
Look(wer
-
>right);
node* Tree::Find(node*wer,int key)
if(wer==0) return 0;
else if(key
>n) return Fin
d(wer
-
>left,key);
else if(key>wer
-
>n) return Find(wer
-
>right,key);
else return wer;
void Tree::PrintLeaves(node *wer)
if(wer==0)return;
else if( (wer
-
>left==0)&&(wer
-
>right==0) )
cout<
: “)<
>n<<”
-
“<
>count;
cout<
”)<
else
PrintLeaves(wer
-
>left);
PrintLeaves(wer
-
>right);
22
//
--------------------------------
MAIN
----------------------------------------
int main(int argc, char* ar
gv[])
Tree tr;
node *u;
int k=0,max,kol;
char menu[][100]= " PushElement ", " ShowTree ", " FindElement ",
" PrintLeaves ", " EXIT ", ;
kol=5;//
КОЛИЧЕСТВО
СТРОК
МЕНЮ
.
Используется в выравн
и
вании строк
// меню по центру.
//
------------------
ВЫРАВНИВАНИЕ СТРОК МЕНЮ ПО ЦЕНТРУ
----------------
max
=
viravnivaniestrok
(
menu
,
kol
);
//
------------------------
МЕНЮ НА ЭКРАНЕ
---------------------------------------
textmode(C80);
while(1)
switch(m
mm(kol,menu,max,k))
case 0:
int data;
cout<
число
:");
cin>>data;
tr.Push(tr.root,data);
k=0;break;
case 1:
if(tr.root==0)cout<
пустое
");
else
cout<
дерево
:")<
tr.Look(tr
.root);
while(!kbhit());
k=1;break;
case 2:
if(tr.root==0)cout<
пустое
");
else
int key;
cout<
искомое
число
:");
cin>>key;
if((u=tr.Find(tr.root,key))!=0)
cout<
: ");
cout<
cout<
");
cout<-
>count<
");
23
else cout<
while(!kbhit());
k=2;break;
case 3:
if(tr.root==0)cout<
пустое
");
else
cout<
:")<
tr.PrintLeaves(tr.root);
while(!kbhit());
k=3;break;
case 4:
exit(0);
return
0;
Задания для самостоятельного решения
При решении задач необходимо описать класс, который использ
у-
ется для представления элементов динамической стру
к
туры данных.
Затем разрабатывается класс для работы с используемой динамич
е-
ской структурой данных, которая при тестировании класса может
быть построена путем ввода данных:
a
) с клавиатуры; б) из файла.
Возможны два варианта реш
е
ния:
а) динамическая структура данных по
стоянно хранится в пам
я
ти;
б) динамическая структура данных хранится в файле.
1. Создать класс для работы со стеком. Элемент стека
–
действ
и-
тельное число. Применить класс для вывода возрастающих серий п
о-
следовательн
о
сти действительных чисел:
a
) в обратном
порядке; б) в
том же порядке (серия
–
упорядоченная последовательность макс
и-
мальной длины).
2. Построить класс для работы со стеком. Элемент стека
–
ц
е
лое
число. Ввести две неубывающие последовательности чисел в два ст
е-
ка. Использовать третий стек для слия
ния двух последовательностей в
одну неубывающую.
3. Создать класс для работы со стеком. Элемент стека
–
си
м
вол.
Сформировать два стека, содержащие последовательности си
м
волов.
Подсчитать общее число элементов в стеках, предусмотреть восст
а-
новление их исход
н
о
го расположения.
24
4. Создать класс для работы со стеком. Элемент стека
–
си
м
вол.
Использовать стек для проверки правильности расстановки ск
о
бок
трех типов (круглых, квадратных и фигурных) в выраж
е
нии.
5. Построить класс для работы с односвязным списком. Э
лемент
списка
–
действительное число. Сформировать список, содержащий
н
е
убывающую последовательность чисел, и преобразовать его так,
чтобы последовательность была невозрастающей. Для этого необх
о-
димо совершить переворот списка, т. е. такую переустановку ук
азат
е-
лей в списке, при которой элементы его следуют друг за другом в о
б-
ра
т
ном порядке.
6. Построить класс для работы с односвязным списком. Элеме
н
ты
списка
–
целые числа. Сформировать список, упорядочить элеме
н
ты
списка по возра
с
танию, используя сортировку
:
a
) методом выбора; б)
методом пузырька; в) м
е
тодом вставки.
7. Построить класс для работы с односвязным списком. Элеме
н
ты
списка
–
действительные числа. Создать два упорядоченных по нево
з-
растанию списка, слить их в один (также упорядоченный по невозра
с-
та
нию), построив новый список.
8. Построить класс для работы с односвязным списком. Элеме
н
ты
списка
–
слова. Создать список, содержащий некоторую последов
а
-
тельность слов. Заменить в списке каждое вхождение заданного слова
другим (также з
а
данным).
9. Построи
ть класс для работы с односвязным списком. Создать
два сп
и
ска:
List
1 и
List
2. Проверить, содержатся ли элементы списка
List
1 в списке
List
2 в указанном списком
List
1 порядке.
10. Построить класс для работы с односвязным списком. Элеме
н-
ты списка
–
целые чис
ла. Создать список
List
1. Построить список
List
2, содержащий порядковые номера максимальных элементов сп
и-
ска
List
1.
11. Построить класс для работы с двусвязным списком. Элеме
н
ты
списка
–
действительные числа. Создать список
List
1, содержащий
последовательн
ость
12
, , ... ,
n
xxx
. Построить список
List
2, содерж
а-
щий последовательность
1211
, , , ,..., ,
nnn
xxxxxx
-
.
12. Создать класс для работы с бинарным деревом, узлы которого
содержат целые числа. Построить дерево, затем копию дерева. По
д-
считать число
листьев в нем (листьями называются узлы, не содерж
а-
щие поддерев
ь
ев).
13. Построить класс для работы с бинарным деревом, узлы котор
о-
го содержат действительные числа. Создать дерево. Определить выс
о-
ту дерева (максимальное число узлов, принадлежащих пути от
корня
25
дерева до любого из его листьев). Подсчитать число элементов, ра
в-
ных ма
к
симальному.
14. Построить класс для работы с бинарным деревом, узлы котор
о-
го содержат действительные числа. Создать дерево для заданной п
о-
следовательности чисел. Используя его, у
порядочить последовател
ь-
ность по во
з
растанию, убыванию.
15. Построить класс для работы со списком. Элемент списка с
о-
держит информацию о заявке на авиабилет: пункт назначения, номер
рейса, фамилию и инициалы пассажира, желаемую дату вылета.
Программа должна
обеспечивать: хранение всех заявок в виде
списка, добавление заявок в список, удаление заявок, вывод заявок по
з
а
данному номеру рейса и дате вылета, вывод всех заявок.
16. Построить класс для работы с бинарным деревом, узел котор
о-
го содержит информацию о
заявках на авиабилеты (в последовател
ь-
ности, используемой для упорядочения заявок): желаемую дату выл
е-
та, номер рейса, фамилию и инициалы пассажира, пункт на
знач
е
ния.
Программа должна обеспечивать: хранение всех заявок в виде б
и-
нарного дерева, добавление
заявок, удаление заявок, вывод заявок по
заданному номеру рейса и дате вылета, вывод всех заявок.
17. Построить класс для работы со списком, который содержит
динамическую информацию о наличии автобусов в парке: номер а
в-
тобуса, фамилию и инициалы водителя,
номер маршрута, признак м
е-
стонахождения автобуса
–
на маршруте или в парке.
Программа должна обеспечивать: начальное формирование сп
и-
ска, введение номера автобуса при выезде и установление программой
значения признака «автобус на маршруте». Аналогичным обр
азом и
з-
меняется информация об автобусе при его возвращении в парк. По з
а-
просу выдаются сведения об автобусах, находящихся в парке, или об
автобусах, находящихся на маршруте.
18. Решить предыдущую задачу, используя не список, а бина
р
ное
дерево.
19. Построит
ь класс для работы с бинарным деревом, содерж
а
щим
англо
-
русский словарь.
20. Построить класс для работы со списком, содержащим инфо
р-
мацию о поездах дальнего следования. Элемент списка содержит сл
е-
дующую информ
а
цию о поезде: номер поезда, станция назначения
,
время отправления.
Составить программу, которая обеспечивает первоначальное фо
р-
миров
а
ние списка, производит вывод списка, вводит номер поезда и
26
выводит информацию о нем, вводит название станции назначения и
выводит данные о всех п
о
ездах, следующих до это
й станции.
Тесты
1.
На каком этапе (компиляция, выполнение) происходит выделение памяти под
динамические структуры данных (ДСД)?
2.
Какие основные операции выполняются над следующими ДСД:
1)
стек;
2)
односвязный список;
3)
односвязная очередь;
4)
двусвязная очередь;
5)
бинарн
ое дерево?
3.
Есть ли ошибки в деструкторе дерева:
~Tree()del_tree(root);
void del_tree(Node *root)
if(!root)
delete root;
del_tree(root
-
>left);
del_tree(root
-
>right); ?
4.
Есть ли ошибки в деструкторе списка:
~List()
Node *V;
if(begin)
V=begin;
while(V)
delete V;
V=V
-
>next; ?
Здесь
begin
–
указатель на начало списка.
Лабораторная работа № 4
Тема.
Шаблоны классов
Теоретическое введение
.
С помощью шаблонов можно создавать
родовые
(generic)
функции и классы. Родовая функция определяет
базовый набор опе
раций, которые будут применяться к разным типам
данных, получаемых функцией в качестве параметра.
Определение функции с ключевым словом
template
(шаблон)
имеет вид:
template
>тип имя_функции(список аргументов)
//тело функции
Здесь
Ttype
–
фикт
ивный тип, который используется при
объявлении аргументов и локальных переменных функции.
Компилятор заменит этот фиктивный тип на один из реальных и
создаст соответственно несколько перегружаемых функций. При этом
перегружаемые функции являются ограниченн
ыми, поскольку
выполняют одни и те же действия над данными различных типов.
27
С помощью шаблона класса можно создать класс, реализующий
стек, очередь, дерево и т. д. для любых типов данных. Компилятор
будет генерировать правильный тип объекта на основе типа,
задаваемого при создании объекта. Общая форма объявления шаблона
класса:
template
<
class
Ttype
>
class
имя_класса
//имена класса, поля класса
Здесь
Ttype
–
фиктивное имя типа, которое заменится компилятором
на фактическое. Шаблон класса может иметь бол
ьше одного родового
типа данных:
template
<
class
Type
1,
class
Type
2>
class
m
Type
1
a
;
Type
2
b
;
Пример.
Создается шаблон класса для работы с односвязным сп
и-
ском. Тестирование класса выполняется с использованием меню, к
о-
торое позволяет создать список из чисел
типов
integer
,
float
,
double
и
выполнить типичные оп
е
рации с ним.
#include
#include
#include
#include"vip
\
menu.cpp"
void ListForInt();
void ListForFloat();
void ListForDouble();
char bufRus[256];
char*Rus(const char*text)
CharToOem(text,bufRus);
return
bufRus
;
//шаблон класса для работы с односвязным списком
template
//внутренний класс, для представления элементов списка
class Node
public:
mytype d;
Node* next;
Node(mytype dat=0)d=dat; next=0;
;
Node* pbeg; //указатель на начало списка
public:
List()pbeg=0; //конструктор
~List(); //деструктор
Node * Add(mytype d); //добавление в конец списка
Node * Find(mytype key); //
поиск
по
кл
ючу
Node * Insert(mytype key,mytype d); //
вставка
узла
d
после
узла
с
28
//
ключом
key
bool Remove(mytype key); //
удаление
узла
void Print(); //печать списка
;
//*********************~List
() *************************
//ДЕСТРУКТОР. Освобождает память для всех узлов списка
template
if(pbeg!=0)
Node* pv=pbeg;
while(pv)
pv=pv
-
>next;
delete pbeg;
pbeg=pv;
//*************************** void Add(mytype d) **********
//Добавляет узел в конец списка и возвращает указатель
//
на
вставленный
узел
.
template
List
Node* pv=new Node(d); //Создание нового
узла
if(pbeg==0)pbeg=pv; //первый узел списка
else
Node* rab=pbeg;
while(rab!=0)
if((rab
-
>next)==0)rab
-
>next=pv;return pv;
rab=rab
-
>next;
//*************************** Node* Find(mytype k
ey)
//Выполняет поиск узла с заданным ключом и возвращает указатель
// на него в случае успешного поиска и 0 в случае отсутствия узла в списке
template
List
Node* pv=pbeg;
while(pv)
if((
pv
-
>d)==key)break;
pv=pv
-
>next;
return pv;
//************* Node* Insert(mytype key,mytype d)
//Вставляет в список узел после узла с ключом key и возвращает
// указатель на вставленный узел. Если такого узла в списке нет,
// вставка не выпол
няется и возвращается значение 0
29
template
List
if(Node* pkey=Find(key)) //
поиск
узла
с
ключом
key
Node* pv=new Node(d);
//выделение памяти под новый узел и его инициализация
pv
-
>
next
=
pkey
-
>
next
;
//установление связи нового узла с последующим
pkey
-
>next=pv; //установление связи предыдущего узла с новым
return pv;
return 0;
//******************* bool Remove(mytype key)
//Удаляет узел с заданным ключом из спис
ка и возвращает значение true при
//у
с
пешном удалении и false, если узел с таким ключом не найден
template
if(Node* pkey=Find(key))
if(pkey==pbeg)pbeg=pbeg
-
>next; //удаление из начала списка
el
se //Находим указатель на узел,
Node*rab=pbeg; //стоящий в списке перед
while(rab) //удаляемым узлом.
//rab
-
этот указатель.
if((rab
-
>next)==pkey)break;
rab=rab
-
>next;
rab
-
>next=pkey
-
>next;
delete pkey;
return true;
return false;
//********************
void
()
-
Печать списка
template
st
Node*pv=pbeg;
cout<
список
:");cout<
while(pv)
cout<
>d<<' ';
pv=pv
-
>next;
cout<
//
---------------------------
MAIN
---------------------------------------------
int main(int argc, char*
argv[])
int k=0,max,kol;
char menu[][100]= " ListForInt ", " ListForFloat ",
" ListForDouble ", " EXIT ", ;
30
kol=4; //
КОЛИЧЕСТВО
СТРОК
МЕНЮ
.
Это используется в выра
в
нивании
//строк меню по центру.
//
----
ВЫРАВНИВАНИЕ СТРОК МЕНЮ ПО ЦЕНТРУ
------------------
max
=
viravnivaniestrok
(
menu
,
kol
);
//
-----------------
МЕНЮ НА ЭКРАНЕ
---------------------------------------
textmode(C80);
while(1)
switch(mmm(kol,menu,max,k))
case 0:
ListForInt();
k=0;break;
case 1:
ListForFloat();
k=1;break;
case 2:
ListForDouble();
k=2;break;
case 3:
exit(0);
return 0;
//**
************************* void ListForInt()
//Эта функция вызывается из главного меню.
void ListForInt()
List
int k=0,max,kol;
char menu[][100]=
" PrintList ", " Add ", " Find ", " Insert ",
" Remove ", " EXIT ", " Back "
;
kol=7; //КОЛИЧЕСТВО СТРОК МЕНЮ.
max=viravnivaniestrok(menu,kol);
//
------------------------
МЕНЮ НА ЭКРАНЕ
-----------------------------
textmode(C80);
while(1)
switch(mmm(kol,menu,max,k))
case 0:
l1.Print();
while(!kbhit())
k
=0;
break
;
case 1:
cout<
31
int
t
;
cin
>>
t
;
if( (l1.Add(t)) )cout<
else cout<
while(!kbhit());
k=1;b
reak;
case 2:
cout<
int
t
;
cin
>>
t
;
if(l1.Find(t))cout<
ске.");
else cout<
while(!kbhit());
k=2;break;
case 3:
cout<
int
t
;
cin
>>
t
;
cout<
вить:");
int key;cin>>key;
if( (l1.Insert(key,t)) )cout<
осуществлена
");
else cout<
while(!kbhit());
k=3;break;
case 4:
cout<
int t;cin>>t;
if( (l1.Remove(t)) )cout<
осуществлено
");
else cout<
while(!kbhit());
k=
4;break;
case 5:exit(0);
Таким же образом, как и функция
ListForInt
(), реализуются фун
к-
ции
List
ForFloat
() и
ListForDouble
(), предназначенные для тестиров
а-
ния списков из ч
и
сел типа
float
и
double
, соответственн
о.
Задания для самостоятельного решения
Для разработки шаблонов классов можно использовать результаты
выполнения лабораторных работ № 2 и № 3. При тестировании со
-
зданных шаблонов классов необходимо создавать объекты с разли
ч-
ными допустимыми значениями пар
аметров шаблона (например, ко
м-
поненты вектора могут быть целыми, действительными или ко
м-
плексными чи
с
лами).
1.
Создать шаблон класса для работы со стеком. Применить его
для решения задач № 1
–
4 (лаб. работа № 3).
32
2.
Создать шаблон класса для работы с одномерным
массивом.
Выполнить тестирование путем создания и обработки массивов, с
о-
держащих элементы различных типов (например, сортировка эл
е-
ментов массивов различными м
е
тодами).
3.
Создать шаблон класса
Vector
размерности
n
(см. задачу № 3,
лаб. работа № 2).
4.
Создать
шаблон класса «Квадратная матрица»
–
Matrix
ра
з-
мерно
сти
n
n
(см. задачу № 4, лаб. работа № 2).
5.
Создать шаблон класса
Polynom
степени
n
(см. задачу № 5,
лаб. работа № 2) или создать шаблон класса для работы с односвя
з-
ным списком. Применить его для решения
задачи № 5 (лаб. р
а
бота №
3).
6.
Создать шаблон класса для работы с односвязным списком.
При
менить шаблон класса для решения задачи № 6 (лаб. работа №
3).
7.
Создать шаблон класса для работы с односвязным списком.
При
менить шаблон класса для решения задачи №
7 (лаб. работа №
3).
8.
Создать шаблон класса для работы с бинарным деревом. Пр
и-
ме
нить его для сортировки действительных чисел и строк, вводимых
с клавиатуры или из файла.
9.
Создать шаблон класса
Set
(множество) мощности
n
(см. зад
а-
чу № 9, лаб. работа № 2 ) и
ли создать шаблон класса для работы с
односвязным списком. Применить шаблон класса для решения зад
а-
чи № 9 (лаб. работа № 3).
10.
Создать шаблон класса для работы с односвязным списком.
Применить шаблон класса для решения задачи № 10 (лаб. работа №
3).
11.
Создать
шаблон класса, обеспечивающего описание ма
т
рицы
заданного размера
n
m
и любого минора в ней (см. задачу № 11, лаб.
работа № 2) или создать шаблон класса для работы с двусвя
з
ным
списком. Применить шаблон класса для решения задачи № 11 (лаб.
работа № 3).
12.
Соз
дать шаблон класса для работы с бинарным деревом. Пр
и-
менить шаблон класса для решения задачи № 12 (лаб. работа № 3).
13.
Создать шаблон класса для работы с бинарным деревом. Пр
и-
менить шаблон класса для решения задачи № 13 (лаб. работа № 3).
14.
Создать шаблон клас
са для работы с двусвязным списком.
Применить шаблон класса для решения задачи № 15 (лаб. работа №
3).
33
15.
Создать шаблон класса для работы с односвязным списком.
Применить шаблон класса для решения задачи № 16 (лаб. работа №
3).
Тесты
1. Отметьте все утвержде
ния, которые считаете верными:
1) нельзя с помощью шаблона создать функцию с таким же име
нем, как у я
в-
но определенной функции;
2) цель введения шаблонов
–
создание функций, которые могут обрабат
ы
вать
однотипные данные;
*3) при использовании шаблонов функ
ций возможна перегрузка как с п
о
-
мощью шаблонов, так и функций;
*4) в качестве описания шаблона функции используется прото
тип шаб
л
о
на:
__
template
списокпараметровшаблона
2. Можно ли задать шаблон со значением параметра по умолч
а
нию?
Варианты ответа:
*1) да; 2
) нет.
3. Каков правильный заголовок шаблона?
Варианты ответа:
*1) template
4. Сколько параметров может быть у шаблона при определении шаблона
функции?
Варианты ответа:
1) 1; 2)
столько, сколько аргументов у функции; *3) столько, сколько типов и
с
-
пользуется для параметризации.
5. Отметьте правильный вариант описания шаблона семейства функций:
1) template(class T)
void func(T* p1,T* p2)…
2) template
void func
(T* p1,T* p2)…
*3) template
void func(T* p1,T* p2)…
4) template
void func(T* p1,T* p2)…
6. Можно ли использовать класс
-
шаблон в качестве базового класса?
Варианты ответа:
*1) да; 2) нет.
Лабораторная работа № 5
Тема. Нас
ледование
Теоретическое введение.
Важнейшим принципом ООП,
реализованным в С++, является
наследование.
Класс, который
наследуется, называется базовым классом, а наследующий класс
–
34
производным классом. Указателю на объект базового класса можно
присвоить зн
ачение указателя на объект производного класса.
Все члены класса из разделов
public
и
protected
наследуются, а
члены из раздела
private
–
нет
.
Члены раздела
protected
являются
частными для базового и производного классов. При наследовании
базового класса к
его членам также может объявляться спецификатор
доступ
.
class имя_класса:
доступ
имя_базового_класса
/*члены класса*/
Cпецификатор
доступ
базового класса при наследовании может
принимать одно из трех значений:
public
(по умолчанию),
private,
protected.
Если спецификатор принимает значение
public,
то все члены
разделов
public
и
protected
базового класса становятся членами
разделов
public
и
protected
производного класса. Если доступ имеет
значение
private
, то все члены разделов
public
и
protected
становятс
я
членами раздела
private
производного класса. Если доступ имеет
значение
protected
, то все члены разделов
public, protected
становятся
членами раздела
protected
производного класса.
Конструкторы и деструкторы базовых классов не наследуются
,
однако при соз
дании объектов производных классов конструкторы
базовых классов выполняются в порядке наследования, а деструкторы
в обратном порядке. При необходимости передачи аргументов
конструктору базового класса из производного класса используется
следующий синтаксис
:
к
онструктор_производного_класса(арг):base(арг)
/*тело конструктора производного класса*/
Множественное наследование.
Один класс может наследовать
атрибуты двух и более базовых классов, которые перечисляются
после двоеточия через запя
тую. Если базовые классы содержат
конструкторы, то они вызываются поочередно в порядке
перечисления.
Виртуальные функции и полиморфизм.
Механизм виртуальных
функций в ООП используется для реализации полиморфизма:
созд
а-
ния метода, предназначенного для работ
ы с различными объектами за
счет механизма позднего связывания
(late binding).
Виртуальные
функции объявляются в базовом и производных классах с ключевым
словом
virtual
.
При этом каждый объект класса, управляемого из б
а-
зового класса с виртуальными функциям
и, имеет указатель на
vmtbl
(virtual method table)
,
содержащую адреса виртуальных фун
к
ций. Эти
35
адреса устанавливаются в адреса нужных для данного объекта фун
к-
ций во время выполнения.
В отличие от перегружаемых функций виртуаль
ные об
ъ
являются в
порожденны
х классах с тем же именем, возвращаемым значением и
типом аргументов. Если различны типы аргументов, виртуальный м
е-
ханизм игнорируется. Тип возвращаемого значения пер
е
определить
нельзя.
Основная идея в использовании виртуальной функции состоит в
следующем:
она может быть объявлена в базовом классе, а затем п
е-
реопределена в каждом производном классе. При этом доступ через
указатель на объект базового класса осуществляе
т
ся к этой функции
из базового класса, а доступ через указатель на объект производного
клас
са
–
из прои
з
водного класса. То же происходит при передаче
функции объекта производного класса, если аргумент объявлен как
базовый класс.
Абстрактные классы
–
это классы, содержащие
чисто абстрак
т-
ные виртуальные функции
. Чисто абстрактные виртуальные функц
ии
при объявлении в классе приравниваются к нулю. Абстрактные кла
с-
сы используются только для наследования, так как объекты таких
классов не м
о
гут быть созданы.
Пример.
Создаются три класса: MyPoint (базовый класс
–
«То
ч-
ка»), MyEllipse (производный класс о
т класса MyPoint
–
«Окру
ж
-
ность») и MyCylinder (производный класс от класса MyEllipse
–
«Ц
и
-
линдр»). Классы объ
явлены в файле
MyClass
.h. Используются кнопки:
Button1
–
очистка области для рисования (компонент Image1), Button2
–
создание объекта класса MyP
oint и рисование точки, Button3
–
соз
-
дание объекта класса MyEllipce и рисование окружности, Button4
–
создание объекта класса MyCylinder и рисование цилиндра, комп
о-
ненты СSpinEdit1
–
СSpinEdit4 для задания координат точки и разм
е-
ров фигур, а также перемещ
ения объектов в области рисов
а
ния.
Заголовочный файл
Myclass
.
h
//***************** class MyPoint **************************
class MyPoint
int x,y;
public:
int GetX()return x;
int GetY()return y;
void SetX(int x1)x=x1;
void SetY(int y1)y
=y1;
MyPoint(int xx=0,int yy=0)x=xx;y=yy;
virtual void Show();
virtual
bool
Checking
();
36
// Проверка, не выходит ли точка за пределы области рисования ?
virtual void MoveTo(int x1,int y1);
;
//**************classs MyEllipse ********************
******
class MyEllipse:public MyPoint
int xa,yb;
public:
int GetXA()return xa;
int GetYB()return yb;
void SetXA(int xa1)xa=xa1;
void SetYB(int yb1)yb=yb1;
MyEllipse(int a=0,int b=0,int c=0,int d=0):MyPoint(a,b)
xa=c;yb=d;
vir
tual void Show();
virtual
bool
Checking
();
// Проверка, не выходит ли окружность за пределы области рисования ?
;
//**************** class MyCylinder ************************
class MyCylinder:public MyEllipse
int h;
public:
int GetH()return h;
void SetH(int h1)h=h1;
MyCylinder(int X=0,int Y=0,int R=0,int H=0):MyEllipse(X,Y,R,R/2)
h=H;
void Show();
bool
Checking
();
// Проверка, не выходит ли цилиндр за пределы области рисования ?
;
//****************** class MyCylinder *******
*************
bool ExistFigure=false;//Если ExistFigure==false, объект не изображался
MyPoint
*
Figure
;//
-
Указатель на базовый класс
MyPoint
.
Файл
Unit1.Cpp
#include
#pragma hdrstop
#include "Unit1.h"
#include "Myclass.h"
#pragma package(smart_ini
t)
#pragma link "CSPIN"
#pragma resource "*.dfm"
TForm1 *Form1;
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner): TForm(Owner)
//********** Реализация класса
MyPoint
************************
void MyPoint::Show()
( Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>Pixels[x][y]=c
lRed;
bool MyPoint::Checking()
37
//
-
Проверка, не выходит ли точка за пределы области рисования ?
if((x>=0)&&(x<=Form1
-
>Image1
-
>Width)&&(y>=0)&&
(y<=Form1
-
>Image1
-
>Height))
return true; else return false;
void MyPoint::MoveTo(int x1,int y1)
// если выходим за область рисования, то точку не сдвигаем.
int a=x,b=y;
x=x1;y=y1;
if(!Checking())x=a;y=b;
//***********Реализация класса
MyEllipse
**********************
void MyEllipse::Show()
Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>Ellip
se(GetX()
-
xa,GetY()
-
yb,GetX()+xa,GetY()+yb);
// Проверка, не выходит ли окружность за пределы области рисования ?
bool MyEllipse::Checking()
int rabx=GetX(),raby=GetY();
SetX(GetX()
-
xa);SetY(GetY()
-
yb);
if(MyPoint::Checking())
SetX(GetX()+2*xa);SetY(GetY()+2*yb);
if(MyPoint::Checking())
SetX
(
rabx
);
SetY
(
raby
); // вос
c
танавливаем координаты
x
,
y
.
return
true
;
SetX
(
rabx
);
SetY
(
raby
); // вос
c
танавливаем ко
ординаты
x
,
y
.
return false;
//**********Реализация класса MyCylinder ************************
void MyCylinder::Show()
MyEllipse::Show();
Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>MoveTo(GetX()
-
GetXA(),GetY());
Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>LineTo(Get
X()
-
GetXA(),GetY()
-
h);
Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>MoveTo(GetX()+GetXA(),GetY());
Form1
-
>Image1
-
>Canvas
-
>LineTo(GetX()+GetXA(),GetY()
-
h);
SetY(GetY()
-
h);
MyEllipse::Show();
SetY(GetY()+h);
bool MyCylinder::Checking()
38
if(MyE
llipse::Checking())
SetY(GetY()
-
h);
if(MyEllipse::Checking())SetY(GetY()+h);return true;
return false;
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
// Чистим "графическое" окно
Image1
-
>Canvas
-
>Fill
Rect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
ExistFigure=false;
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)
if(ExistFigure==true)delete Figure;
Image1
-
>Canvas
-
>FillRect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
// Рисуем точку, проверив
её попадание в область рисования
Figure=new MyPoint(CSpinEdit1
-
>Value,CSpinEdit2
-
>Value);
ExistFigure=true;
if(Figure
-
>Checking()) Figure
-
>Show();
else
ShowMessage
("Точка не попадает в область рисования!");
void __fastcall TForm1::Button3Click(TObje
ct *Sender)
if(ExistFigure==true) delete Figure;
Image1
-
>Canvas
-
>FillRect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
// Рисуем окружность, проверив её попадание в область рисования
Figure=new MyEllipse(CSpinEdit1
-
>Value,CSpinEdit2
-
>Value,
CSpinEdit3
-
>
Value,CSpinEdit3
-
>Value);
ExistFigure=true;
if(Figure
-
>Checking())Figure
-
>Show();
else
ShowMessage
("Окружность не помещается в область рисования!");
void __fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender)
if(ExistFigure==true) delete Figure;
Image1
-
>Canvas
-
>FillRect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
// Рисуем цилиндр, проверив его попадание в область рисования
Figure=new MyCylinder(CSpinEdit1
-
>Value,CSpinEdit2
-
>Value,
CSpinEdit3
-
>Value,CSpinEdit4
-
>Value);
ExistFigure=true;
if(Figure
-
>Check
ing())Figure
-
>Show();
else
ShowMessage
("Цилиндр не помещается в область рисования!");
void __fastcall TForm1::CSpinEdit1Change(TObject *Sender)
if(ExistFigure==true)
39
Image1
-
>Canvas
-
>FillRect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
Figure
-
>M
oveTo(CSpinEdit1
-
>Value,CSpinEdit2
-
>Value);
Figure
-
>Show();
void __fastcall TForm1::CSpinEdit2Change(TObject *Sender)
if(ExistFigure==true)
Image1
-
>Canvas
-
>FillRect(Rect(0,0,Image1
-
>Width,Image1
-
>Height));
Figure
-
>MoveTo(CSpinEdit1
-
>
Value,CSpinEdit2
-
>Value);
Figure
-
>
Show
();
Задания для самостоятельного решения
При выполнении данной работы необходимо определить баз
о
вый
класс и производные от него классы. Предусмотреть передачу арг
у-
ментов конструкторам базового класса; испол
ьзование виртуальных и
перегруженных функций; обработку исключительных ситу
а
ций.
Вариант А
В следующих заданиях требуется создать базовый класс (как вар
и-
ант а
б
страктный базовый класс) и определить общие методы
show
( ),
get
( ),
set
( ) и другие, специфиче
ские для данного класса. Создать
производные классы, в которые добавить свойства и мет
о
ды.
Часть методов переопределить. Создать массив объектов базов
о
го
класса и заполнить объектами производных классов. Объекты прои
з
-
водных классов идентифицировать констр
уктором по имени или
иде
н
тификационному номеру.
Вызвать метод
show
( ) базового класса и просмотреть массив об
ъ-
ектов.
Использовать объекты для моделирования реальных ситуаций.
1. Создать базовый класс «Транспортное средство» и произво
д
ные
классы «Автомобил
ь», «Велосипед», «Повозка». Подсчитать вр
е
мя и
стоимость пере
возки пассажиров и грузов каждым транспортным
сре
д
ством.
2. Создать базовый класс «Грузоперевозчик» и производные кла
с-
сы «Самолет», «Поезд», «Автомобиль». Определить время и сто
и-
мость перевозки
для указанных городов и расстояний.
3. Создать аналогичный базовый класс «Пассажироперевозчик» и
производные классы «Самолет», «Поезд», «Автомобиль». Опред
е
лить
время и сто
и
мость передвижения.
40
4. Изменить задания 1
–
3, чтобы базовый класс стал абс
т
рактным.
Сделать некоторые методы абстрактными.
5. Создать базовый класс «Учащийся» и производные классы
«Школ
ь
ник» и «Студент». Создать массив объектов базового класса и
заполнить этот массив объектами. Показать отдельно студентов и
школьников.
6. Создать базовый
класс «Музыкальный инструмент» и прои
з-
водные классы «Ударный», «Струнный», «Духовой». Создать массив
объектов «О
р
кестр». Выдать состав оркестра, переопределив метод.
7. Определить базовый класс «Множество» и производный класс
«Кольцо» (операции сложения и
умножения обе коммутативные и а
с-
социативные, связанные законом дистрибутивности; сложение обл
а-
дает обратной операцией
–
вычитанием). Ввести кольца целых ч
и
сел,
многочленов, систему классов целых чисел, сравнимых по мод
у
лю.
Кольцо является полем, если в не
м определена операция деления,
кроме деления на нуль. Рациональные числа, дробно раци
о
нальные
функции.
8. Создать абстрактный класс «Работник фирмы» и производные
классы «Менеджер», «Администратор», «Программист».
9. Создать базовый класс «Домашнее животно
е» и производные
классы «Собака», «Кошка», «Попугай» и др. С помощью конструкт
о-
ра установить имя ка
ж
дого животного и его характеристики.
10. Создать базовый класс «Садовое дерево» и производные кла
с-
сы «Яблоня», «Вишня», «Груша» и др. С помощью конструк
тор
а а
в-
томатически установить номер каждого дерева. Принять реш
е
ние о
пересадке каждого дерева в зависимости от возраста и плод
о
ношения.
Вариант Б
1. Создать класс
Item
(единица хранения в библиотеке), содерж
а-
щий данные
-
члены:
invNumber
–
инвентарный номер и
taken
–
взято
на руки или имее
т
ся в наличии, а также методы:
virtual
void
Show
(); //показать информацию о единице хр
а
нения
bool
isAvailable
(); // есть ли единица хранения в наличии ?
int
GetinvNumber
(); //возвращает инвентарный номер
void
Take
(); // опер
ация «взять»
void
Return
(); // операция «вернуть»
Построить производные классы
Book
и
Magazin
. Класс
Book
с
о-
держит
данные
-
члены
: author, title, publisher, year
и
методы
: A
u
thor();
Title(); Publisher(); YearOf Publishing(); Show().
Класс
Magazin
включает
данные
-
члены
: volume; number; year; t
i
tle
и
методы
: Volume(); Title(); Number(); Year(); Show().
41
2. Создать базовый класс
Polygon
(многоугольник). Класс до
л
жен
содержать методы для рисования многоугольника, вычисления пер
и-
метра, нахождения площади и др. П
остроить производный класс
Tr
i-
angle
(треугольник), содержащий также методы для нахождения то
ч
ки
пересечения медиан, длин медиан, длин биссектрис, координат т
о
чек
пересечения биссектрис, высот треугол
ь
ника.
3. Создать абстрактный класс
Shape
для рисования п
лоских ф
и
гур.
Построить производные классы
Square
(квадрат, который характер
и-
зуется координатами левого верхнего угла и длиной стороны),
Circle
(окружность с заданными координатами центра и радиусом),
Ellipse
(эллипс с заданными координатами вершин описанн
ого вокруг него
прямоугольника), позволяющие рисовать указанные ф
и
гуры, а также
передвигать их на плоскости.
4. Создать класс
CPoint
–
точка и производные от него классы
CcoloredPoint
и
CLine
. На основе классов
CcoloredPoint
и
CLine
со
-
здать класс
Ccolore
dLine
. Все классы должны иметь методы для уст
а-
новки и получения значений всех координат, а также изменения цвета
и получ
е
ния текущего цвета.
5. Описать базовый класс
Stroka
. Обязательные данные
-
члены
класса: указатель типа
char
–
для хранения строки; зна
чение типа
int
–
длина строки.
Методы: конструктор без параметров; конструктор, принимающий
в качестве параметра
C
-
строку (заканчивается нулевым байтом); ко
н-
структор копирования; получение длины строки; очистка строки (сд
е-
лать строку пустой); деструктор.
О
писать производный класс «БИТОВАЯ_СТРОКА» (строки да
н-
ного класса могут содержать только символы ‘0’ и ‘1’). Если в основе
инициализирующей строки встретятся любые символы, отличные от
допустимых, то БИТ
О
ВАЯ_СТРОКА становится пустой. Содержимое
строки рассм
атривается как двоичное представление целого числа со
знаковым разрядом. Отрицательные числа хранятся в дополнительном
коде.
Обязательные методы: конструктор без параметров; конструктор,
принимающий в качестве параметра
C
-
строку; конструктор копиров
а-
ния; д
еструктор; изменение знака числа (перевод числа в дополн
и-
тельный код).
Переопределить следующие операции (длина строки результата в
случае необходимости расширяется влево знаковым разрядом): пр
и-
сваивание; сложение (+); проверка на раве
н
ство (==).
42
6. Созд
ать производный класс «СТРОКА10» (целое неотрицател
ь-
ное десятичное число) от класса «СТРОКА» (описание приведено
выше).
Методы: конструктор без параметров; конструктор, принимающий
в качестве параметра
C
-
строку; конструктор копирования; дес
т
руктор;
метод,
определяющий, можно ли представить данное чи
с
ло в формате
int
; метод, определяющий, равно ли число нулю; метод, возвраща
ю-
щий представление числа в виде целого (
int
); метод, удаляющий н
е-
значащие нули.
Переопределить операции: сложение (+); проверка на больш
е (по
значению) (>); проверка на меньше (<); присваивание (=).
7. Создать производный класс «БУЛЕВ ВЕКТОР» (
BoolVector
) от
класса
Vector
. Компоненты принимают значения из множе
с
т
ва 0,1.
Методы: конструктор без параметров; конструктор, принимающий
в кач
естве параметров указатель на массив це
лого типа (если эл
е
-
менты массива содержат числа, отличные от 0 и 1, то создается пустой
вектор) и размер вектора; конструктор копирования; деструктор; м
е-
тод, возвращающий число единиц в векторе; метод, возвращающий
позицию с
а
мой левой единицы в векторе.
Переопределить операции: поразрядная конъюнкция (&); пора
з-
рядная дизъюнкция (|); поразрядная инверсия (~); поразрядная опер
а-
ция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (^); присваивание (=).
8. Создать производный класс «ТРОИЧНЫЙ ВЕКТОР» от
класса
Vector
. Компоненты принимают значения из множества 0,1,2.
Методы: конструктор без параметров; конструктор, принимающий
в качестве параметров указатель на массив целого типа и размер ве
к-
тора; конструктор копирования; деструктор; проверка двух век
торов
на ортогональность (два троичных вектора называются ортогонал
ь-
ными, если в них существует пара одноименных компонент, имеющих
в одном из векторов значение 0, а в другом
–
1); метод, возвраща
ю-
щий число компонент в векторе, принимающих значение 2.
Пере
определить операции: присваивание (=); поразрядная кон
ъ-
юнкция (пересечение) двух не ортогональных векторов (&): 0&0=0,
1&1=1, 2&2=2, 0&2=0, 2&0=0, 1&2=1, 2&1=1; индексир
о
вание ([]).
9. Создать производный класс «БУЛЕВА МАТРИЦА» от класса
«ЦЕЛ
О
ЧИСЛЕННАЯ МА
ТРИЦА».
Методы: конструктор без параметров; конструктор, принимающий
в качестве параметров целочисленный двумерный массив, содерж
а-
щий матрицу, и ее размеры
n
и
m
; конструктор копирования; дестру
к-
тор; метод возвращает число единиц в матрице; метод, возвр
а
ща
ющий
43
a
-
каноническую матрицу (в исходной матрице удалены повторя
ю-
щиеся строки; строки составлены в порядке возрастания неотриц
а-
тельных чисел, в качестве двоичных кодов которых ра
с
сматриваются
данные строки).
Переопределить операции: поэлементная конъюнкция
двух матриц
(&); поэлементная дизъюнкция двух матриц (|); поэлементная опер
а-
ция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ двух матриц (^); произведение двух ма
т-
риц
A
=[
a
ij
] и
B
=[
b
jk
], где
i
=
1,
n
,
j
=
1,
m
,
k
=
1,
l
(*
). При вычислениях оп
е-
рация целочисленного умноже
ния заменяется конъюнкцией, а слож
е-
ние
–
дизъюнкцией; присваивание (=).
10. Создать производный класс «МИНОР» для базового класса
«МАТРИЦА» размерности
n
m
. Переопределить для производного
класса оп
е
рации и
методы (см. лаб. работу № 2, за
дание № 4).
11. Расширить возможности стандартного класса
Time
, чт
о
бы
можно б
ы
ло выводить время дня: утро, вечер и т. д.
12. Расширить возможности стандартного класса
Date
, чтобы
можно было выводить время года: зима, лето и
т. д.
13. Расширить возможности класса
Annotation
, чтобы можно было
выводить время и дату изменения аннотации.
14. Расширить возможности класса
Dictionary
, чтобы можно было
выводить дату последнего изменения в словаре.
15. Расширить возможности класса
Fil
e
, чтобы можно было выв
о-
дить время и дату создания файла.
16. Расширить возможности класса
Stack
, чтобы можно было в
ы-
водить время последнего сеанса работы со стеком.
17. Определить базовый класс для работы с прямоугольными ма
т-
рицами, предусмотрев ввод
-
выво
д матриц и выполнение следующих
операций: сложение матриц; умножение матрицы на скаляр; перест
а-
новка строк матрицы по заданному вектору транспозиции; перест
а-
новка столбцов матрицы по заданному вектору транспозиции.
В пр
о-
изводном классе реализовать указанны
е оп
е
рации для квадратных
матриц, добавив выполнение сл
е
дующих операций:
транспонирование
матрицы; умножение ма
т
риц.
Тесты
1. Какая из записей является правильной записью абстрактного кла
с
са?
Варианты ответа:
1)
abstract
class
A
virtual
f
()=0;;
*2)
class
A
virtual
f
()=0;;
3)
class
A
virtual
f
();;
44
2. Абстрактный класс
–
это класс, в котором:
1) есть хотя бы один виртуальный метод;
2) есть виртуальный конструктор;
3) есть виртуальный деструктор;
*4) есть чисто виртуальный метод.
3. Основная проблема множ
ественного наследования состоит в:
1) замедлении выполнения программ;
2) необходимости явно указывать, к какому базовому классу принадлежит м
е
тод;
*3) возможности существования двух экземпляров объекта базового класса;
4) неэкономном расходовании памяти.
4
. Если записано
class Apublic:virtual void f()cout<<1;;
class B:public A public:virtual void f()cout<<2;;
то что будет напечатано, если
B b;A &a=b; a.f(); ?
Варианты ответа:
*1) 2; 2) 21; 3) 12; 4) 1; 5) ошибка.
5. Если записано
class A public:vo
id f()cout<<1;;
class B:public Apublic: void f()cout<<2;;
то что будет напечатано, если
B b; b.f(); ?
Варианты
ответа:
*1) 2; 2) 21; 3) 12; 4) 1.
6. Если
записано
class Apublic:virtual void f()cout<<1;;
class B:public Apublic:virtual void f()
cout<<2;;
то что будет напечатано, если
B b; b.f(); ?
Варианты ответа:
*1) 2; 2) 21; 3) 12; 4)1; 5)ошибка.
Лабораторная работа № 6
Тема. Потоки, обработка исключительных
с
и
туаций в
C
++
Теоретическое введение.
В С++ ввод
-
вывод осуществляется
через пото
ки. Потоки являются объектами соответствующих классов.
При запуске программы автоматически открываются стандартные
потоки
cin, cout, cerr, clog.
Последние два потока используются для
вывода сообщений об ошибках. В файле
iostream.h
определены
классы: ввода
–
istream
, вывода
–
ostream
, ввода
-
вывода
–
iostream
.
Для реализации файлового ввода
-
вывода небходимо включить
файл
fstream.h
, содержащий производные от
istream
и
ostream
классы
ifstream,
ofstream
и
fstream
,
и объявить соответствующие объекты.
Например:
45
i
fstream
in
;//ввод
ofstream
out
;//вывод
fstream io;//
ввод
-
вывод
После объявления потоков производится открытие файла,
связывающее его с потоком с помощью функции
open()
или с
помощью конструктора. Прототип
функции
open():
void open (char *filename,int mode,
int access);
Здесь
filename
–
имя файла, включающее путь;
mode
–
режим
открытия файла (
ios::in
–
открытие файла для чтения,
ios::out
–
открытие для записи,
ios::binary
–
открытие файла в двоичном
режиме, по умолчанию в текстовом);
access:
0
–
файл со свобо
дным
доступом, 1
–
только для чтения, 8
–
архивный файл. Файл
закрывается с помощью функции
close().
Для чтения
-
записи здесь можно использовать перегружаемые
оператор
-
функции >> и << или использовать методы классов. Для
ввода
-
вывода одного символа исполь
зуются функции:
istream &get(char &ch); ostream &put(char ch);
Для записи и считывания блоков двоичных данных используются
функции считывания
-
записи
n
байт в буфер или из буфера:
istream &read(unsigned char *buf, int n);
ostream &write(const unsigned char
*buf, int n);
Обработка исключительных ситуаций.
В программах на С++ следует
использовать механизм обработки исключительных ситуаций. Опер
а-
торы программы при обработке исключительных ситуаций распол
а-
гаются в блоке
try
. Перехватывается и обрабатывается искл
ючител
ь-
ная ситуация в блоке
catch
. Форма операторов
try
-
catch
следующая:
try /*
блок
try*/
catch(type1 arg)/*
блок
catch*/
С блоком
try
может
связываться несколько блоков
catch
. Выпо
л-
няется тот блок
catch
, для которого тип аргумента соответствует типу
возникшей исключительной ситуации. При этом ее значение присва
и-
вается аргументу
catch
. Если ошибка имеет место внутри блока
try
,
она может генерироваться с помощью
throw
, после
чего управление
передано блоку
catch.
В случае необходимости перехвата всех
ис
ключительных ситуаций независимо от типа используется
catch(…)
/*тело*/
Для функций, вызываемых из блока
try
,
можно указать число
типов исключительных ситуаций, которые будет генерировать
функция:
46
тип имя (список аргументов) throw(список типов)
/*тело
*/
Пример.
Из текстового потока ввести информацию о студентах и
записать ее в виде дерева. Отсортировать или по фамилии, или по
баллу (вывести тех студентов, у которых балл выше среднего).
Использовать потоки ввода
-
вывода и шаблоны.
#
include
<
iostream
.
h
>
#
include
<
conio
.
h
>
#include
struct Student
int num;
char surname[10];
int group;
int balls;
friend ostream &operator<< (ostream &stream, Student stud)
stream << " " << stud.num << " " <<
stud.surname << " " << stud.group
<< " " << stud.balls;
return stream;
friend istream &operator>> (istream &stream, Student &stud)
stream >> stud.num >> stud.surname >> stud.group >> stud.
balls;
return stream;
;
struct node
Student info;
node *nextl, *nextr;
node ()
info.num = info.group = info.balls=0;
nextl = nextr = 0;
node (Student new
info)
info = newinfo;
nextl = nextr = 0;
;
template
public:
T *root;
tree() root = 0;
void push (T *& wer, T1 dat, int n)
if (w
er == 0)
try
wer = new T;
if(!wer) throw 1;
wer
-
>nextl = 0; wer
-
>nextr = 0; wer
-
>info = dat;
47
catch (in
t mthrow) cout<<”No memory!”<
else if (n == 1)
if (strcmp(dat.surname,wer
-
>info.surname) < 0) push (wer
-
>nextl, dat, 1);
else push (wer
-
>nextr, dat, 1);
else
if (dat.balls > wer
-
>info.balls) push (wer
-
>nextl, dat, 2);
else push (wer
-
>nextr, dat, 2);
void insert (T1 dat, int n)
if (root == 0) root = new T(dat); else push (root, da
t, n);
void look (ostream &stream, T *&wer)
if (wer != 0)
look (stream, wer
-
>nextl);
stream << " " << wer
-
>info << endl;
look (stream, wer
-
>nextr);
friend ostream &operator<< (ostream &stream, tree ob)
ob.look (stream, ob.root); return stream;
;
void main()
int m;
do
cout << "1. Sort with names
\
n";
cout << "2. Sort with balls
\
n";
cou
t << "3. Exit
\
n";
cin >> m;
switch (m)
case 1:
tree
node *n;
ifstream infile("stud.txt");
while(!infile.eof())
Student c;
infile >> c;
q.insert(c, 1);
infile.close();
cout<
break;
case 2:
tree
node *n;
48
ifstream infile("stud.txt");
Student *c;
c = new Student;
int i = 1;
float s = 0;
whi
le(!infile.eof())
infile >> c[i];
s+=c[i].balls;
i++;
for (int j=1; j<=i; j++)
if (c[j].ba
lls > s/i)
q.insert(c[j], 2);
infile.close();
cprintf(" Miide ball is %1.3f",s/i);
cout<<'
\
n' << q;
break;
case 3: return;
default: cout<<"Error! Try again
\
n"; break;
getch();
clrscr
();
while
(
m
!= 3);
return;
Задания для самостоятельного решения
При выполнении приводимых ниже заданий можно использовать
классы, разработанные в лабораторных
работах № 1
–
3. Осуществлять
контроль состояния потоков. В случае возникновения ошибок потоков
генерировать и обрабатывать исключительные ситуации. Для соотве
т-
ствующих классов перегрузить операции вставки в поток и извлеч
е-
ния из потока. При динамическом вы
делении памяти предусмотреть
обр
а
ботку исключения, возникающего при нехватке памяти.
I
а) Для класса
Student
(лаб. работа № 1) предусмотреть ввод
данных из файла. Полученные при выполнении лаб. работы № 1 сп
и-
ски студе
н
тов вывести в файл.
То же задание для
классов:
б)
Abiturient
(лаб. работа №1);
в)
Aeroflot
(лаб. работа № 1);
г)
Worker
(лаб. работа № 1);
д)
Train
(лаб. работа № 1);
е)
Product
(лаб. работа № 1);
49
ж)
Patient
(лаб. работа № 1);
з)
Bus
(лаб. работа № 1);
и)
Customer
(лаб. работа № 1);
к)
File
(
лаб. работа № 1);
л)
Word
(лаб. работа № 1);
м)
House
(лаб. работа № 1);
н)
Phone
(лаб. работа № 1);
о)
Person
(лаб. работа № 1).
II
а) При выполнении задания № 1 лаб. работы № 2 (класс
Com
-
plex
) предусмотреть формирование массива объектов путем считыв
а-
ния
комплексных чисел из файла. Результат также в
ы
вести в файл.
То же задание для классов:
б)
Fraction
(лаб. работа № 2);
в)
Vector
(лаб. работа № 2). Предусмотреть обработку исключ
е-
ния при динамическом выделении памяти;
г)
Matrix
(лаб. работа № 2);
д)
Polyno
m
(лаб. работа № 2);
е)
Stack
(лаб. работа № 2);
ж)
Строка
(лаб. работа № 2);
з)
Set
(лаб. работа № 2);
и)
«Массив строк»
(зад. № 10 лаб. работы № 2);
к) «
Булев вектор»
(лаб. работа № 2);
л) «
Троичный вектор»
(лаб. работа № 2);
м) «
Булева матрица»
(лаб. ра
бота № 2).
III
Те же задания, что и в разделах
I
и
II
, но для классов, реал
и-
зующих работу с динамическими структурами данных (см. лаб. раб
о-
ту № 3).
Тесты
1. Если имеется код
char
a
[8];
cin
>>
a
; и вводится текст “
Hello
World
”, то
что б
у
дет в массиве
a
?
Вариа
нты
ответа
:
1) “Hello W”; 2) “Hello Wo”; *3) “Hello”; 4) “Hello World”; 5) “lo World”.
2. Что будет выведено в результате
double x=12.4;
cout<
Варианты ответа:
1) 12.40***; *2) 12.4***; 3) 12.4 ***; 4) 12.4
0; 5) .124
e
2***.
3. Если имеется код
int
x
;
cin
>>
x
; и вводится “1.2”, что будет в перемен
ной
x
?
50
Варианты ответа:
*1) 1; 2) 2; 3) 1.2; 3) другое; 4) произойдет ошибка.
4. Какой из классов используется для вывода строк на э
к
ран?
Варианты
ответа:
1) strstre
am; *2) ostream; 3) ofstream; 4) istream; 5) ifstream.
5. Каким будет результат работы программы:
#include
void main ()
char A[]=”ABC”;
char
*
U=&A[2];
cout<<”
\
n”<<
*
U
--
<<
*
U
--
<<
*
U<
Варианты ответа:
1)
BAA
; *2)
CBA
.
6. Если имеется код
double
x
;
cin
>>
x
; и вводится “12
-
3”, то что бу
дет в п
е
-
ре
менной
x
?
Варианты ответа:
1) 9.0; *2) 12.0; 3) другое; 4) произойдет ошибка.
7. Для того, чтобы выполнить чтение из файла с произвольной по
зиции,
надо использовать объект класса:
1) strstream; 2
) ostream; 3) ofstream; 4) istream; *5) ifstream.
8. Что будет выведено при выполнении оператора
throw
C
, если заданы
классы
class A …;
class B: public A …;
class C: public A …;
а обработка исключительной ситуации записана
catch (B&b) cout<<1;
cat
ch (C&c) cout<<2;
catch (A&a) cout<<3;
catch (…)
cout
<<4;
?
Варианты ответа:
1) 1; *2) 2; 3) 3; 4) 4; 5) 34; 6) 234.
9. Если в конструкторе класса
class
A
char
*
ptr
;
public
:
A
()
ptr
=
new
char
[
size
];
Init
();
~
A
()
if
(
ptr
)
delete
[]
ptr
;
;
произойдет исключительная ситуация, будет ли потеряна память при откате по
стеку?
Варианты ответа:
1) да, будет во всех случаях; 2) будет, только если объект класса созда
вался
с помощью
new
; *3) будет, если создавалась автома
тическая пере
менная
класса
A
; 4) нет, не будет.
10. Об ошибке в конструкторе класса может сигнализировать:
51
1) возвращаемое значение; *2) исключительная ситуация; 3) вы
зов дес
т
-
руктора сразу в конструкторе.
11. Что будет выведено, если заданы классы
class
A
…;
class B: public A …
;
class C: public A …;
а операторы
throw
и
catch
записаны так:
throw A;
catch (B&b) cout<<1;
catch (C&c) cout<<2;
catch (A&a) cout<<3;
catch
(…)
cout
<<4; ?
Варианты ответа:
1) 1; 2) 2; *3) 3; 4) 4; 5) 34; 6) 234.
12. Оператор
throw
без аргумен
тов
*1) повторно вызывает обрабатываемую исключительную с
и
туацию;
2) вызывает исключительную ситуацию типа
Exception
.
13. Что будет выведено, если заданы классы
class
A
…;
class B: public A …;
class C: public B …;
а операторы
throw
и
catch
записа
ны так:
throw
C
;
catch (B&b) cout<<1;
catch (C&c) cout<<2;
catch (A&a) cout<<3;
catch (…)
cout
<<4;
?
Варианты ответа:
*1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4; 5) 1234; 6) 234.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Страуструп, Б.
Язык программирования С++/
Б. Страуструп.
СПб.:БИНОМ, 1999.
2.
Ш
илдт, Г
. Самоучитель С++/
Г. Шилдт
. 3
-
е изд. СПб.:
BXV
-
Петербург,
2002.
3.
Эккель, Б.
Философия С++. Введение в стандартный С++/
Б. Эккель.
2
-
е и
з-
д. СПб.:Питер, 2004.
4.
Эккель, Б.
Философия С++. Практическое программирование/
Б. Эккель, Ч.
Эллисон .
СПб.:Питер, 200
4.
5.
Павловская, Т.А.
С++. Объектно
-
ориентированное программ
и
ро
вание:
Практикум/
Т. А. Павловская,
Ю. А. Щупак.
СПб.:Питер, 2004.
6.
Глушаков, С.В.
Язык программирования С++/
С. В. Глушаков, А. В. Коваль,
С. В. Смирнов.
Хар
ь
ков:Фолио, 2002.
7.
Фридман, А. Л.
Язык
программирования С++. Курс лекций/
А. Л. Фридман.
М.:ИНТУИТ, 2003.
52
СОДЕРЖАНИЕ
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
1.
Т
ЕМА
.
П
РОСТЕЙШИЕ КЛАССЫ И
ОБЪЕКТЫ
................................
................................
.................
3
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
2
Т
ЕМА
.
Р
АЗРАБОТКА КЛАССОВ
................
9
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
3.
Т
ЕМА
.
К
ЛАССЫ ДЛЯ РАБОТЫ С
ДИНАМИЧЕСКИМИ СТРУКТ
УРАМИ ДАННЫХ
...............................
19
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
4.
Т
ЕМА
.
Ш
АБЛОНЫ КЛАССОВ
...............
26
6
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
5.
Т
ЕМА
.
Н
АСЛЕДОВАНИЕ
.....................
33
3
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№
6.
Т
ЕМА
.
П
ОТОКИ
,
ОБРАБОТКА
ИСКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ СИТУ
АЦИЙ В
C
++
................................
..
44
4
53
Учебное издание
Романчик Валерий Станиславович
Люлькин Аркадий Ефимович
С++. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
по курсу
«Методы программирования»
Учебно
-
методическое пособие
для студентов механико
-
математического
факультета
Технический редактор
__
Корректор
Ответственный за выпуск
В. В. Власова
Подписано в печать __.__.2005. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Пе
чать офсе
т
ная.
Усл.печ.л. ____. Уч.
-
изд.л. . Тираж 100 экз. Зак.
Белорусский государственный университет.
Лицензия ЛВ №315 от 14.07.98.
220050, Минск, пр. Ф. Скорины,4.
Отпечатано в издательском центре БГУ.
220030, Минск, ул. Красноармейская, 6
.
Приложенные файлы
