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南京信息工程大学实验报告

实验名称 类和对象2 实验日期 2018-4-17 得分 指导教师 耿学华 系 计软院 专业 计嵌+软嵌 年级 2017 级 班次 (1) 姓名 施昊阳 学号 20161334026

一、实验目的

1. 掌握类的设计、定义、实现和测试
2. 深度理解面向对象编程思维与结构化编程思维的不同

二、实验准备

实验前，请围绕以下内容复习/学习指定内容

1. C++程序以项目文件方式组织的多文件结构
   学习教材「5.6.1 节 C++程序的一般组织结构」
2. 编译预处理指令
   学习教材「5.6.4 节 编译预处理指令」
3. 类和对象的定义和使用
   复习第 4 章相关内容

三、实验内容

1. 练习将 C++ 程序以项目文件组织的多文件结构方式编写
   将实验 3 中的 4-20 以多文件结构方式重写

2. 基于已有信息，补足并扩充程序，体会面向对象编程与结构化编程思维的不同。 在 graph 文件夹里提供有三个文件
   基于已有信息，补足并扩充程序，体会面向对象编程与结构化编程思维的不同。
   在 graph 文件夹里提供有三个文件

要求如下：

• 新建一个项目，添加以上三个文件到项目中。

• 补足 graph.cpp 中类的成员函数 draw()的实现，使得在 main()中对类的测试能够实现以下显示效果：

代码	效果

• 扩展类 Graph 的功能（选做）
  • 支持重新设置显示的字符、尺寸，每次重新设置后，自动重绘图形；
  • 支持图形的前景色、背景色设置和调整；
  • 支持通过方向键控制图形水平移动或垂直移动，等等。

1. 基于需求描述设计、定义并实现类 Fraction，并编写代码完成测试。
   具体要求描述如下：
   设计一个类 Fraction 描述分数（两个整数的比值）
   
   类 Fraction 的数据成员包括两个 int 型变量 top 和 bottom，分别代表分子和分母。
   
   经过分析后，通过设计和实现接口（即成员函数）实现如下要求：

• 类 Fraction 的基本功能列表
  • 定义 Fraction 类对象时，支持如下形式：
    
    提示：通过编写构造函数实现，并且，基于不同情形，编写重载构造函数。
  • Faction 类对象能够进行如下操作：
    • 加、减、乘、除运算
    • 对两个分数值进行比较运算，返回其大小关系
    • 分数的输入、输出
  • 通过定义成员函数来实现。设计每一个成员函数时，从以下几个方面考虑：
    • 成员函数的功能；
    • 是否需要形参和返回值，如果需要，需要几个参数，参数的类型是什么，返回值的类型是什么
• 类 Fraction 的扩展功能（选做）
  • 对分数进行规范化处理，确保分数在形式上，只有分子为负数，并且，分数值是约简形式。
    即：
    2/-3 经过规范化处理后，转换为-2/3
    15/21 经过规范化处理后，转换为 5/7
    -2/-6 经过规范化处理后，转换为 1/3
  • 实现分数到十进制之间的转换
    例如：3/4 会转换为 0.75 输出

• 设计并实现好 Fracton 类后，在 main()中测试时，要测试到各种情形，以确保你所设计和实现的类的各项功能都能正常运行。

• 以项目文件组织的多文件结构方式编写（fraction.h, fraction.cpp, main.cpp）

四、实验结论

0. 实验内容 1

• 如何在 Dev-Cpp 中创建多文件结构工程
  • 文件-新建-项目
  • 将 Project.h, Project.cpp, Main.cpp 添加到项目
  • GIF演示
    
• C++ Code: 见上文

• Java Code:

  Complex.java
  package ex1;
  public class Complex {
  private double real;
  private double imaginary;
  
  public Complex(double r0,double i0){
      real = r0;
      imaginary = i0;
  }
  
  public Complex(double r0){
      real = r0;
      imaginary = 0;
  }
  public Complex(Complex c0){
      real = c0.real;
      imaginary = c0.imaginary;
  }
  public void add(Complex c0) {
      real += c0.real;
      imaginary += c0.imaginary;
  }
  public void show() {
      if (imaginary > 0) System.out.println(real + "+" + imaginary + "i");
      else if(imaginary < 0) System.out.println(real + "-" + imaginary + "i");
      else System.out.println(real);
  }
  }

• console：
  

1. 实验内容 2

• 基于Graph graph1(‘*‘,5);的图像分析 draw() 算法：
  每一行输出的符号数为 2X行号+1 ，输出的空格数为 2X总行号+1 - 每行输出的符号数。
• 实验环境：Dev C++ 5.11
• C++ Code:

  • Graph.cpp:

    #define rap(a,b) for(int a=1;a<=b;++a)
    #include<iostream>
    #include"Graph.h"
    using namespace std;
    Graph::Graph(char s,int l){
    sign=s;
    line=l;
    }
    void Graph::draw(){
    rap(i,line){
    int tmp=line-i;
    //cout<<tmp<<endl;
    rap(j,tmp) cout<<" ";
    rap(j,2*i-1)cout<<sign;
    rap(j,tmp) cout<<" ";
    cout<<endl;
    }
    return ;
    }

  • Graph.h:

    class Graph{
    protected:
    char sign;
    int line;       
    public:
    Graph(char s,int l);
    void draw();
    };

  • main.cpp:

    #include "Graph.h"
    int main(){
    Graph graph1('*',5);
    graph1.draw();
    Graph graph2('$',7);
    graph2.draw();
    return 0;
    }

• Java Code:

  • Graph.java:

    public class Graph {
    private static char sign;
    private static int line;
    public Graph(char s, int l) {
    sign = s;
    line = l;
    }
    public void draw() {
    for(int i = 1; i <= line; ++ i) {
        int tmp = line - i;
        for(int j = 1; j <= tmp; ++j) System.out.print(" ");
        for(int j = 1; j <= 2*i-1; ++j) System.out.print(sign);
        for(int j = 1; j <= tmp; ++j) System.out.print(" ");
        System.out.print("\n");
    }
    }
    public void renew(char s, int l) {
    sign = s;
    line = l;
    draw();
    }
    }

  • Main.java:

    public static void main(String[] args) {
    // TODO 自动生成的方法存根
    Graph graph1=new Graph('*', 5);
    graph1.draw();
    Graph graph2=new Graph('$', 7);
    graph2.draw();
    graph2.renew('%', 8);
    }

• console:
  

• 选做部分：
  • 重新设置显示的字符、尺寸：
    • Code(Graph.h):void rewrite(char s,int l);

    • Code(Graph.cpp):

      void Graph::rewrite(char s,int l){
      sign=s;
      line=l;
      draw();
      } 

    • Code(Main.cpp):graph2.rewrite(‘%‘,8);

    • 演示:
      

  • 支持图形的前景色、背景色设置和调整；

    • 设置console输出的颜色：

      HANDLE consolehwnd=GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
      SetConsoleTextAttribute(consolehwnd,Color);

      其中color为8位二进制数，高位存放前景色，低位存放背景色。
    • 颜色编号

    • Code(Graph.h):

      protected unsigned int forecolor,backcolor;
      int str2color(string a);

    • Code(Graph.cpp):

      int Graph::str2color(string a)
      {
      if (strcasecmp(a.c_str(), "black") == 0)return 0;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "blue") == 0)return 1;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "green") == 0)return 2;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "lackblue") == 0)return 3;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "red") == 0)return 4;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "purple") == 0)return 5;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "yellow") == 0)return 6;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "white") == 0)return 7;
      if (strcasecmp(a.c_str(), "grey") == 0)return 8;
      return 0;
      }
      void Graph::setcolor(string fore, string back){
      forecolor=str2color(fore);
      backcolor=str2color(back);
      }
      void Graph::draw(){
      HANDLE consolehwnd=GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
      SetConsoleTextAttribute(consolehwnd,(forecolor<<4)+backcolor);
      }

    • Code(Main.cpp):

      #include "Graph.h"
      int main(){
      Graph graph1('*',5);
      graph1.setcolor("white","red");
      graph1.draw();
      Graph graph2('$',7);
      graph2.setcolor("blue","yello");
      graph2.draw();
      graph2.setcolor("grey","green");
      graph2.rewrite('%',8);
      return 0;
      }

    • console:
      

  • 方向键控制图形移动:

    • Code(Main.cpp):

      while(1){
      int ch=getch();
      switch(ch){
      case 72:if(offsety>0)offsety--;break;
      case 75:if(offsetx>0)offsetx--;break;
      case 77:offsetx++;break;
      case 80:offsety++;break;
      }
      system("cls"); 
      graph2.redraw(offsetx,offsety);
      }

    • Code(Graph.h):void redraw(int x,int y);

    • Code(Graph.cpp):

      void Graph::redraw(int x,int y){
      rap(j,y)cout<<endl;
      rap(i,line){
      int tmp=line-i;
      rap(j,x)cout<<" ";
      rap(j,tmp) cout<<" ";
      rap(j,2*i-1)cout<<sign;
      rap(j,tmp) cout<<" ";
      cout<<endl;
      }
      }

    • 演示GIF:
      

2. 实验内容 3

• UML类图：
  
• Code:

  • Fraction.java

    package ex3;
    import java.util.Scanner;
    public class Fraction {
    private int top;
    private int bottom;
    private int gcd(int a, int b) {
    return a % b == 0 ? b : gcd(b, a%b);
    }
    private int abs(int a) {
    return a > 0 ? a : -a;
    }
    public Fraction(int t, int b) {
    top = t;
    bottom = b;
    }
    public Fraction(int t) {
    top = t;
    bottom = 1;
    }
    public Fraction() {
    top = 0;
    bottom = 1;
    }
    public void simplify() {
    if(bottom < 0) { 
        top = - top;
        bottom = - bottom;
    }
    int g = gcd(abs(top),abs(bottom));
    top /= g;
    bottom /= g;
    }
    public void add(Fraction c0) {
    bottom = bottom * c0.bottom;
    top = top * c0.bottom + c0.top * bottom;
    simplify();
    }
    public void subtract(Fraction c0) {
    bottom = bottom * c0.bottom;
    top = top * c0.bottom - c0.top * bottom;
    if(bottom < 0) { 
        top = - top;
        bottom = - bottom;
    }
    simplify();
    }
    public void multiple(Fraction c0) {
    top *= c0.top;
    bottom *= c0.bottom;
    simplify();
    }
    public void divde(Fraction c0) {
    if(c0.top == 0) {
        System.out.println("Error: Zero can't be divided.");
        return ;
    }
    top *= c0.bottom;
    bottom *= c0.top;
    simplify();
    }
    public boolean compare(Fraction c0) {
    return top * gcd(bottom, c0.bottom) - c0.top 
            * gcd(bottom, c0.bottom) > 0 ? true : false;
    }
    @SuppressWarnings("resource")
    public void readln() {
    Scanner sc=new Scanner(System.in);
    System.out.println("Plz input the Numerator and Denominator");
    top = sc.nextInt();
    int tmp = sc.nextInt();
    while (tmp == 0) {
        System.out.println("Zero can't be the Denominator, plz try again!");
        tmp = sc.nextInt();
    }
    bottom = tmp;
    }
    public void writeln() {
    if(bottom != 1) System.out.println(top + "/" + bottom);
    else System.out.println(top);
    }
    public double todecimal() {
    return (double)top/bottom;
    }
    }

  • Main.java

    package ex3;
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    // TODO 自动生成的方法存根
    Fraction c1 = new Fraction (11,22);
    Fraction c2 = new Fraction (4);
    Fraction c3 = new Fraction ();
    c1.add(c2);
    c1.writeln();
    c1.subtract(c2);
    c1.writeln();
    c1.multiple(c2);
    System.out.println(c1.todecimal());
    c1.writeln();
    c1.divde(c2);
    c1.writeln();
    }
    }

  • Fraction.h

    #include<iostream>
    #include<cmath>
    using namespace std;
    class Fraction
    {
    protected:
    int top, bottom;
    int gcd(int a, int b);
    public:
    Fraction(int t, int b);
    Fraction(int t);
    Fraction();
    void simplify();
    void add(Fraction c0);
    void subtract(Fraction c0);
    void multiple(Fraction c0);
    void divde(Fraction c0);
    bool compare(Fraction c0);
    void readln();
    void writeln();
    double todecimal();
    };

  • Fraction.cpp

    int Fraction::gcd(int a, int b) {
    return a % b == 0 ? b : gcd(b, a%b);
    }
    Fraction::Fraction(int t, int b) {
    top = t;
    bottom = b;
    }
    Fraction::Fraction(int t) {
    top = t;
    bottom = 1;
    }
    Fraction::Fraction() {
    top = 0;
    bottom = 1;
    }
    void Fraction::simplify() {
    if(bottom < 0) {
    top = - top;
    bottom = - bottom;
    }
    int g = gcd(abs(top),abs(bottom));
    top /= g;
    bottom /= g;
    }
    void Fraction::add(Fraction c0) {
    bottom = bottom * c0.bottom;
    top = top * c0.bottom + c0.top * bottom;
    simplify();
    }
    void Fraction::subtract(Fraction c0) {
    bottom = bottom * c0.bottom;
    top = top * c0.bottom - c0.top * bottom;
    if(bottom < 0) {
    top = - top;
    bottom = - bottom;
    }
    simplify();
    }
    void Fraction::multiple(Fraction c0) {
    top *= c0.top;
    bottom *= c0.bottom;
    simplify();
    }
    void Fraction::divde(Fraction c0) {
    if(c0.top == 0) {
    cout << "Error: Zero can't be divided.\n";
    return ;
    }
    top *= c0.bottom;
    bottom *= c0.top;
    simplify();
    }
    bool Fraction::compare(Fraction c0) {
    return top * gcd(bottom, c0.bottom) - c0.top* gcd(bottom, c0.bottom) > 0 ? true : false;
    }
    void Fraction::readln() {
    cout << "Plz input the Numerator and Denominator" << endl;
    cin >> top;
    int tmp;
    cin >> tmp;
    while (tmp == 0) {
    cout << "Zero can't be the Denominator, plz try again!" << endl;
    cin >> tmp;
    }
    bottom = tmp;
    }
    void Fraction::writeln() {
    if(bottom != 1) cout << top << "/" << bottom << endl;
    else cout << top <<endl;
    }
    double Fraction::todecimal() {
    return (double)top / bottom;
    }

  • Main.cpp

    #include "Fraction.h"
    #include <iomanip>
    int main() {
    Fraction c1 (11,-22);
    Fraction c2 (4);
    Fraction c3 ;
    c1.writeln();
    c1.add(c2);
    c1.writeln();
    cout << fixed<< setprecision(2) << c1.todecimal() << endl;
    c1.subtract(c2);
    c1.writeln();
    c1.multiple(c2);
    c1.writeln();
    c1.divde(c2);
    c1.writeln();
    return 0;
    }

• console:
  
• 选做部分：

  • 规划化处理:

    void Fraction:: simplify() {
    if(bottom < 0) {
    top = - top;
    bottom = - bottom;
    }
    int g = gcd(abs(top),abs(bottom));
    top /= g;
    bottom /= g;
    }

  • 转换为十进制：

    double Fraction:: todecimal() {
    return (double)top / bottom;
    }

五、实验总结与体会

• 多文件结构式的项目在日后实际开发中更容易进行多人合作。
• 作为从C++衍生出来的Java，所有东西都必须置入一个类，没有类声明，只有类定义。
• My pleasure to participate in the design of this experiment~
  

[0415] C++简单程序设计-4 类和对象2

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原文地址：https://www.cnblogs.com/shy-/p/8836105.html