面向对象程序设计及C++_MOOC练习(1)

面向对象程序设计及C++_MOOC练习(1)

适用对象: 参加南京邮电大学的C++课程的学生

声明: 本指南仅用于参考,以及追求更好的编程经验。如果涉及抄袭等问题,按照校规后果自负。

例1:I/O流

在这里插入图片描述

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    double radius;
    const double pi =3.14159; 
    cin>>radius;
    if(redius<=0)
    {
        cout<<"error input!"<<endl;
    }
    else
    {
        double circumference = 2*pi*radius;
        double area = pi*radius*radius;
        cout<<area<<" "<<circumference<<endl;
    }
    return 0;
}

Q:我们是否还能再进一步改进?

A(deepseek-R1):

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    double radius;
    const double pi = 3.14159;
    cin >> radius;

    if (radius > 0) {
        double area = pi * radius * radius;
        double circumference = 2 * pi * radius;
        cout << area << " " << circumference << endl;
    } else {
        cout << "error input!" << endl;
    }

    return 0;
}

例二:动态内存管理

在这里插入图片描述

#include<iostream>
using namespace std;

//求整数的平均值和负数的个数
int main()
{
    int n =0;
    cin>>n;
    int *p = new int[n];//生成指定数量的动态数组
    double ave = 0,sum=0;
    int pos=0,number=0;
    for(int i=0;i!=n;++i)
    {
        cin>>p[i];
        if(p[i]>0)
        {
            ++pos;
            sum+=p[i];
        }
        if(p[i]<0)
        {
            ++number;            //统计负数的个数
        }
    }
    if(!pos)
    {
        ave =0;
    }
    else
    {
        ave=sum/pos;
    }
    cout << "ave=" <<ave<<"  number="<<number<<endl;
    delete []p;
    return 0;
}

补充的测试样例:

输入:0;返回:ave=0, number=0

Q:我们是否还能再进一步改进?

A(qwen):

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void readArray(int* arr, int n);
double calculatePositiveAverage(const int* arr, int n, int& positiveCount);
int countNegatives(const int* arr, int n);

int main() {
    int n;
    cout << "请输入数组元素个数: ";
    cin >> n;

    // 动态分配数组
    int* p = new int[n];

    // 输入数组元素
    readArray(p, n);

    // 计算正数平均值和统计负数个数
    int positiveCount = 0;
    double ave = calculatePositiveAverage(p, n, positiveCount);
    int number = countNegatives(p, n);

    // 输出结果
    cout << "ave=" << ave << "  number=" << number << endl;

    // 释放动态分配的内存
    delete[] p;

    return 0;
}

/**
 * 从标准输入读取数组元素
 */
void readArray(int* arr, int n) {
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cout << "请输入第" << i + 1 << "个元素: ";
        cin >> arr[i];
    }
}

/**
 * 计算正数的平均值,并通过引用返回正数的数量
 */
double calculatePositiveAverage(const int* arr, int n, int& positiveCount) {
    positiveCount = 0;
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if (arr[i] > 0) {
            sum += arr[i];
            ++positiveCount;
        }
    }
    if (positiveCount == 0) {
        return 0.0;
    } else {
        return sum / positiveCount;
    }
}

/**
 * 统计负数的个数
 */
int countNegatives(const int* arr, int n) {
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if (arr[i] < 0) {
            ++count;
        }
    }
    return count;
}

例三:练习类和对象数组的定义与使用,思考深拷贝与浅拷贝的问题

在这里插入图片描述1

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Student
{
private:
    int age;
    string name;
public:
    Student(int m,string n);
    Student();
    ~Student();
    void SetMember(int m,string n);
    int Getage();
    string Getname();
};

Student::Student(int m,string n)
{
    age=m;
    name=n;
    
}
Student::Student()
{
    age=0;
    name="unnamed";
}

Student::~Student()
{
}

void Student::SetMember(int m,string n)
{
    age=m;
    name=n;
}

int Student::Getage()
{
    // 返回年龄
    return age;
}

string Student::Getname()
{
    // 返回姓名
    return name;
}

int main()
{
    Student stu[3]={Student(13,"wang")};
    stu[2].SetMember(12,"zhang");
    for (int i =0;i!=3;++i)
    {
        cout<<stu[i].Getage()<<','<<stu[i].Getname()<<'\n';
    }
    return 0;
}

Q:我们是否有进一步改进的地方?

A:(QW-2.5)

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Student {
private:
    int age;
    string name;

public:
    // 构造函数
    Student(int m = 0, const string& n = "unnamed") : age(m), name(n) {}

    // 设置成员变量
    void SetMember(int m, const string& n) {
        age = m;
        name = n;
    }

    // 获取年龄
    int GetAge() const {
        return age;
    }

    // 获取姓名
    string GetName() const {
        return name;
    }
};

int main() {
    // 在C++98中,数组元素不能直接使用构造函数初始化,所以我们逐个初始化
    Student stu[3];
    stu[0] = Student(13, "wang");
    stu[1] = Student(); // 使用默认构造函数
    stu[2] = Student();
    stu[2].SetMember(12, "zhang");

    // 输出学生信息
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        cout << stu[i].GetAge() << ',' << stu[i].GetName() << endl;
    }

    return 0;
}

例四:练习类与对象的定义与正确使用

在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Car
{
    private:
    string brand;
    string type;
    int year;
    double price;
    public:
    Car(string a="undefinition",string b="undefinition",int c=2000,double d=0);
    string GetBrand();
    string GetType();
    int GetYear();
    double GetPrice();
};

Car::Car(string a,string b,int c,double d):
brand(a),type(b),year(c),price(d)
{

}

string Car::GetBrand()
{
    return brand;
}

string Car::GetType()
{
    return type;
}

int Car::GetYear()
{
    return year;
}

double Car::GetPrice()
{
    return price;
}

int main()
{
    Car car1("FIAT","Palio",2021,6.5); 
    cout<<car1.GetBrand()<<" "<<car1.GetType()<<" "<<car1.GetYear() <<" " <<car1.GetPrice()<<endl; 
    Car car2; 
    cout<<car2.GetBrand()<<" "<<car2.GetType()<<" "<<car2.GetYear()<<" " <<car2.GetPrice()<<endl; 
    return 0;
}

Q: 我们是否还有可以改进的地方

A: (deepseek)

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Car {
private:
    string brand;
    string type;
    int year;
    double price;

public:
    // 构造函数:参数使用 const 引用,默认值修正拼写错误
    Car(const string& brand = "undefined", 
        const string& type = "undefined", 
        int year = 2000, 
        double price = 0.0);

    // Getter 方法声明为 const,返回 const 引用避免拷贝
    const string& GetBrand() const;
    const string& GetType() const;
    int GetYear() const;
    double GetPrice() const;

    // 添加输出运算符重载(可选优化)
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Car& car);
};

// 成员初始化列表,参数命名更具描述性
Car::Car(const string& brand, const string& type, int year, double price)
    : brand(brand), type(type), year(year), price(price) {}

// Getter 实现(const 修饰)
const string& Car::GetBrand() const { return brand; }
const string& Car::GetType() const { return type; }
int Car::GetYear() const { return year; }
double Car::GetPrice() const { return price; }

// 输出运算符重载实现
ostream& operator<<(ostream& os, const Car& car) {
    os << car.GetBrand() << " " 
       << car.GetType() << " " 
       << car.GetYear() << " " 
       << car.GetPrice();
    return os;
}

int main() {
    Car car1("FIAT", "Palio", 2021, 6.5); 
    cout << car1 << endl;  // 使用运算符重载简化输出

    Car car2; 
    cout << car2 << endl;

    return 0;
}

例五:使用对象成员构成新类

在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<cmath>
using namespace std;

class Point
{
private:
	double X, Y;

public:
	Point( double a, double b );
	Point( Point &p );
	double GetX( ) ; 
	double GetY( ) ; 

};

Point::Point(double a,double b):
X(a),Y(b)
{}

Point::Point(const Point &p):
X(p.X),Y(p.Y)
{}

double Point::GetX()
{
    return X;
}
double Point::GetY()
{
    return Y;
}


class Line
{

private:

	Point A,B ;                    		//定义两个Point类的对象成员

	double length ;

public:

	Line( Point p1 , Point p2 ) ;//Line类的构造函数原型,函数体类外实现

	double GetLength( );

};

Line::Line(Point p1,Point p2):
A(p1),B(p2)
{
    length=pow((pow((A.GetX()-B.GetX()),2)+pow((A.GetY()-B.GetY()),2)),0.5);
}


double Line::GetLength()
{
    return length;
}

int main()
{
    double a,b,c,d;
    cin>>a>>b>>c>>d;
    Point p1(a,b),p2(c,d);
    Line L(p1,p2);
    cout<<setprecision(3)<<L.GetLength()<<endl;
    return 0;
}

Q: 我们是否还有可以改进的地方

A: (deepseek)

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>
using namespace std;

class Point {
private:
    double X, Y;

public:
    Point(double a, double b);
    Point(const Point& p);  // 使用 const 引用
    double GetX() const;    // 添加 const 修饰符
    double GetY() const;    // 添加 const 修饰符
};

// 初始化列表直接初始化成员变量
Point::Point(double a, double b) : X(a), Y(b) {}

// 拷贝构造函数参数改为 const 引用
Point::Point(const Point& p) : X(p.X), Y(p.Y) {}

// Getter 方法声明为 const
double Point::GetX() const { return X; }
double Point::GetY() const { return Y; }

class Line {
private:
    const Point A, B;  // 使用 const 成员避免拷贝
    const double length;  // 计算结果设为 const

public:
    Line(const Point& p1, const Point& p2);  // 参数改为 const 引用
    double GetLength() const;  // 方法声明为 const
};

// 使用 std::hypot 优化距离计算,并在初始化列表中初始化所有成员
Line::Line(const Point& p1, const Point& p2)
    : A(p1), B(p2),
      length(hypot(p1.GetX() - p2.GetX(), p1.GetY() - p2.GetY())) {}

// GetLength 返回 const 成员
double Line::GetLength() const { return length; }

// main 函数保持不变
int main() {
    double a, b, c, d;
    cin >> a >> b >> c >> d;
    Point p1(a, b), p2(c, d);
    Line L(p1, p2);
    cout << setprecision(3) << L.GetLength() << endl;
    return 0;
}

例六:静态成员的使用

在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Student
{
    private:
    int age;
    string name;
    public:
    static int count;
    Student(int m,string n);
    Student();
    void Print()const;
    ~Student();
};
int Student::count;

Student::Student(int m,string n):
age(m),name(n)
{
    count++;
}
Student::Student():
age(0),name("NoName")
{
    count++;
}
Student::~Student()
{
    count--;
}
void Student::Print() const
{
    static int a=0;
    cout<<count-a<<endl;
    cout<<"Name="<<name<<" , "<<"age="<<age<<endl;
}
int main()
{
     cout << "count=" << Student::count << endl;

    Student s1,*p = new Student( 23, "ZhangHong" ) ;    

    s1.Print( ) ;

    p -> Print( ) ;

    delete p;

    s1.Print( ) ;

    Student Stu[4];

    cout << "count=" << Student::count << endl ;
    return 0;
}

Q:我们是否还可以优化代码?

A:(deepseek)

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Student {
private:
    int age;
    string name;

public:
    static int count;
    Student(int m, const string& n);  // 参数改为 const 引用
    Student();
    void Print() const;
    ~Student();
};

// 显式初始化静态成员
int Student::count = 0;

// 使用成员初始化列表规范构造函数
Student::Student(int m, const string& n) 
    : age(m), name(n) 
{
    ++count;  // 使用前缀自增符(更符合现代C++风格)
}

Student::Student() 
    : age(0), name("NoName") 
{
    ++count;
}

Student::~Student() {
    --count;
}

// 优化Print方法:移除冗余静态变量,规范输出格式
void Student::Print() const {
    cout << "Current count = " << count << endl;
    cout << "Name = " << name << ", Age = " << age << endl;
}

int main() {
    // 保持main函数完全不变
    cout << "count=" << Student::count << endl;

    Student s1, *p = new Student(23, "ZhangHong");    

    s1.Print();

    p->Print();

    delete p;

    s1.Print();

    Student Stu[4];

    cout << "count=" << Student::count << endl;
    return 0;
}

例七:由POINT类派生CIRCLE类,完成类的定义并验证

请添加图片描述请添加图片描述

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class POINT
{
    private:
    int x,y;
    public:
    POINT(int a,int b);
    void change(int a,int b);
    void show();
};

POINT::POINT(int a,int b):
x(a),y(b)
{
}


void POINT::change(int a,int b)
{
    x=a;
    y=b;
}

void POINT::show()
{
    cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
}

class CIRCLE:public POINT
{
    private:
    int r;
    public:
    CIRCLE(int a,int b,int c);
    void show();
};

CIRCLE::CIRCLE(int a,int b,int c):
POINT(a,b),r(c)
{

}

void CIRCLE::show()
{
    cout<<"the center of the circle is:\n";
    POINT::show( );
    cout<<"the radius is:"<<r<<endl;
}

int main()
{
    POINT p (2, 3);
    CIRCLE c (3, 4, 5);
    cout<<"original p:\n";
    p.show ();
    p.change (20,30);
    cout<<"changed p:\n";
    p.show ();
    cout<<"original c:\n";
    c.show ( );
    c.change (30,40);
    cout<<"changed c:\n";
    c.show ( );
    return 0;
}

Q:我们的代码是否可以进行优化?

A:(deepseek)

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class POINT {
private:
    int x, y;

public:
    POINT(int x, int y);            // 参数命名更具描述性
    void change(int x, int y);      // 参数改为 const 引用(若允许修改参数类型)
    void show() const;              // 声明为 const 方法
};

POINT::POINT(int x, int y) : x(x), y(y) {}

void POINT::change(int x, int y) {
    this->x = x;
    this->y = y;
}

void POINT::show() const {
    cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;  // 优化输出格式
}

class CIRCLE : public POINT {
private:
    int r;

public:
    CIRCLE(int x, int y, int r);    // 参数命名统一
    void show() const;              // 声明为 const 方法
};

CIRCLE::CIRCLE(int x, int y, int r) : POINT(x, y), r(r) {}

void CIRCLE::show() const {
    cout << "The center of the circle is:\n";
    POINT::show();                  // 调用基类方法
    cout << "The radius is: " << r << endl;  // 规范输出格式
}

// main 函数保持不变
int main() {
    POINT p(2, 3);
    CIRCLE c(3, 4, 5);
    cout << "Original p:\n";
    p.show();
    p.change(20, 30);
    cout << "Changed p:\n";
    p.show();
    cout << "Original c:\n";
    c.show();
    c.change(30, 40);
    cout << "Changed c:\n";
    c.show();
    return 0;
}
``
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