C++ Primer(第五版)|练习题答案与解析(第十五章:面向对象程序设计)

于 2020-02-28 20:51:17 发布
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分类专栏： C++ Primer 自学
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C++ Primer(第五版)|练习题答案与解析(第十五章:面向对象程序设计)

本博客主要记录C++ Primer(第五版)中的练习题答案与解析。
参考:C++ Primer
C++ Primer
C++Primer

练习题15.1

什么是虚成员？

P526-52。.虚成员是基类希望派生类进行覆盖的函数，在其成员前加关键字virtual，使得该成员可以实现动态绑定。

练习题15.2

protected访问说明符与private有何区别？

P529。

  • private成员：即使是基类的派生类也无法直接访问。
  • protected成员：基类的派生类可以访问，但禁止其它用户访问。

练习题15.3

定义你自己的Quote类和print_total函数

quote.h

#include <string>
class Quote
{
   
public:
    Quote() = default;
    Quote(const std::string &b, double p) :
        bookNo(b), price(p) {
    }

    std::string     isbn() const {
    return bookNo; }
    virtual double  net_price(std::size_t n) const {
    return n * price; }

    virtual ~Quote() = default;

private:
    std::string bookNo;

protected:
    double  price = 0.0;

};

main.c

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <functional>
#include "quote.h"
double print_total (std::ostream& os, const Quote& item, size_t n);
int main()
{
   
    return 0;
}
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
   
    double ret = item.net_price(n);
    os << "ISBN:" << item.isbn()
       << "# sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
    return ret;
}

练习题15.4

下面哪条声明语句是不正确的？请解释原因。

class Base {
    ... };

(a ) class Derived : public Derived { ... }; 不能自己继承自己，造成类重复定义。
(b ) class Derived : private Base { ... }; 这是类的定义，不是声明。
(c ) class Derived : public Base; 类的声明不包含类派生列表。

练习题15.5

定义你自己的Bulk_quote类。

bulk_quote.h

#include <quote.h>
class Bulk_quote : public Quote
{
   
public:
    Bulk_quote() = default;
    Bulk_quote(const std::string& b, double p, std::size_t q, double disc) :
        Quote(b, p), min_qty(q), discount(disc)  {
      }

    double net_price(std::size_t n) const override;

private:
    std::size_t min_qty     = 0;
    double      discount    = 0.0;
};

bulk_quote.cpp

#include "bulk_quote.h"
double Bulk_quote::net_price(std::size_t n) const
{
   
    return n * price * ( n >= min_qty ? 1 - discount : 1);
}

练习题15.6

将Quote和Bulk_quote的对象传给15.2.1节练习中的print_total函数，检查该函数是否正确。

使用15.3和15.6中定义的类：

main.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "quote.h"
#include "bulk_quote.h"
double print_total (std::ostream& os, const Quote& item, size_t n);
int main()
{
   
    // ex15.6
    Quote q("MLBook", 10.50);
    Bulk_quote bq("MLBook", 10.50, 10, 0.3);//超过10本有折扣

    print_total(std::cout, q, 10);
    print_total(std::cout, bq, 8);//没有折扣
	print_total(std::cout, bq, 10);//有折扣
    return 0;
}
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
   
    double ret = item.net_price(n);

    os << "ISBN:" << item.isbn()
       << "# sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;

    return ret;
}

测试：

ISBN:MLBook# sold: 10 total due: 105
ISBN:MLBook# sold: 8 total due: 84
ISBN:MLBook# sold: 10 total due: 73.5

练习题15.7

定义一个类使其实现一种数量首先的折扣策略，具体策略是：当购买书籍的数量不超过一个给定的限量时享受折扣，如果购买量一旦超过了限量，则超出的部分将以原价销售。

新添：
limit_quote.h

#include "quote.h"

class Limit_quote : public Quote
{
   
public:
    Limit_quote();
    Limit_quote(const std::string& b, double p, std::size_t max, double disc):
        Quote(b, p), max_qty(max), discount(disc)    {
      }

    double net_price(std::size_t n) const override;

private:
    std::size_t max_qty     = 0;
    double      discount    = 0.0;
};

limit_quote.cpp

#include "limit_quote.h"
double Limit_quote::net_price(std::size_t n) const
{
   
  if (n > max_qty)
    return max_qty * price * discount + (n - max_qty) * price;
  else
    return n * discount *price;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "quote.h"
#include "bulk_quote.h"
#include "limit_quote.h"
double print_total (std::ostream& os, const Quote& item, size_t n);
int main()
{
   
    Quote q("MLBook", 10);
    Bulk_quote bq("MLBook", 10, 10, 0.3);
    Limit_quote lq("DLBook", 10, 10 , 0.3);
    print_total(std::cout, q, 5);
    print_total(std::cout, bq, 5);
    print_total(std::cout , lq, 5);
    return 0;
}
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
   
    double ret = item.net_price(n);
    os << "ISBN:" << item.isbn()
       << "# sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
    return ret;
}

测试：

ISBN:MLBook# sold: 5 total due: 50
ISBN:MLBook# sold: 5 total due: 50
ISBN:DLBook# sold: 5 total due: 15

练习题15.8

给出静态类型和动态类型的定义。

P534

  • 静态类型：表达式的静态类型在编译时总是已知的，它是变量声明时的类型或表达式生成的类型。
  • 动态类型：变量或表达式表示的内存中的对象的类型，动态类型直到运行时才可知。

练习题15.9

在什么情况下表达式的静态类型可能与动态类型不同？请给出三个静态类型与动态类型不同的例子。

P534
基类的指针或引用的静态类型可能与其动态类型不一致，如果表达式既不是指针也不是引用，则它的动态类型永远与静态类型一致。
如15.03中的函数print_total中，参数item的静态类型是其定义的类型Quote&，但如果我们传递一个Bulk_quote&进去，则它的动态类型是Bulk_quote&，此例中item的静态类型和动态类型不一致。

练习题15.10

回忆我们在8.1节（279页）进行的讨论，解释284页中将ifstream传递给Sales_data的read函数的程序是如何工作的。

read是std::istream下的函数，不过由于ifstream继承自istream，因此也可以使用read函数。

练习题15.11

为你的Quote类体系添加一个名为debug的虚函数，令其分别显示每个类的数据成员。

// Quote类
virtual void debug() const;
void Quote::debug() const
{
   
    cout << "This is Quote class." << endl;
    cout << "bookNo = " << bookNo << " price = " << price << endl;
}
// Bulk_quote类
void debug() const override;
void Bulk_quote::debug() const
{
   
    cout << "This is Bulk_quote class." << endl;
    cout << " price = " << price << endl;
    cout << "min_qty = " << min_qty << " discount = " << discount << endl;
}
// Limit_quote类
void debug() const override;
void Limit_quote::debug() const
{
   
    cout << "This is Limit_quote class." << endl;
    cout << " price = " << price << endl;
    cout << "max_qty = " << max_qty << " discount = " << discount << endl;
}

练习题15.12

有必要将一个成员函数同时声明成override和final吗？为什么？

可以这么做，override意味着重载父类中的虚函数，final意味着禁止子类重载该虚函数。两个用法并不冲突。

练习题15.13

给定下面的类，解释每个print函数的机理，且中存在问题吗？如果有，你该如何修改它？：

class base {
   
public:
    string name() {
    return basename; }
    virtual void print (ostream& os) {
    os << basename; }
private:
    string basename = "home";    
};
class derived : public base {
   
public: 
    void print(ostream& os) {
    print(os); os << " " << i; }
    // 这里意为重写base类的print函数，并且在其中调用base的print(os)，但是由于没有加::范围限定符，导致
    // 其调用的还是derived的print函数，造成无限递归。现象是打印完一行home之后就卡住了。
    // 改为：void print(ostream& os) override{ base::print(os); os << " " << i; }
    // 加override说明是覆盖基类的虚函数。
private:
    int i = 2;
};

练习题15.14

给定上一题中的类以及下面这些对象，说明在运行时调用哪个函数：

base bobj;
base *bp1 = &bobj;
base &br1 = bobj;

derived dobj;
base *bp2 = &dobj;
base &br2 = dobj;

(a )bobj.print(); 调用 base::print()
(b )dobj.print(); 调用 derived::print()
(c )bp1->name(); 调用base::name()
(d )bp2->name(); 调用 base::name()
(e )br1.print(); 调用 base::print()
(f )br2.print(); 调用derived::print()
P527：当使用基类的引用（或指针）调用一个虚函数时将发生动态绑定。

练习题15.15

定义你自己的Disc_quote和Bulk_quote。

disc_quote.h

#include "quote.h"
class Disc_quote :
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