头歌——C++继承与派生

目录

第1关：点-线-面

任务描述

测试说明

代码

第2关：三角形-三角柱体

任务描述

代码

第3关：长方形-长方体

任务描述

代码

第4关：优秀学生/教师

任务描述

代码

第5关：学生-教师

任务描述

代码

第6关：商品信息

任务描述

代码

第7关：汽车-小车-卡车

任务描述

代码

---

第1关：点-线-面

任务描述

本关任务：把描述直角坐标系上的一个点的类作为基类，派生出描述一条直线的类和描述一个三角形的类。定义成员函数求出两点间的距离和三角形的面积。 提示：先定义描述点的类 Point；类 Point 的派生类 Line 为直线类，一直线有两个端点，所以它在点类的基础上新增一组点的坐标(x2,y2)；三角形类 T 在直线的基础上再新增一组点的坐标(x3,y3)，求出三角形的面积。具体要求如下： （1）定义点类 Point

• int x1,y1；//保护的数据成员（点坐标）
• 公有构造函数 Point（int a,int b）： //初始化 x1、y1

（2）定义直线类 Line

• int x2,y2；//保护的数据成员（点坐标）。
• 公有构造函数 Line（int a,int b,int c,int d）：//初始化 x2、y2，以及 x1、y1

（3）定义三角形类 Triangle

• int x3,y3； //私有的数据成员（点坐标）
• double area； //私有的数据成员（面积）
• 公有构造函数 Triangle（int a,int b,int c,int d，int e,int f）：//初始化 x3、y3，以及x1、y1, x2、y2
• void Area()： //求三角形面积的功能函数，先求出三条边 x、y、z，然后用以下公式求面积： s=(x+y+z)/2 area=sqrt(s(s−x)(s−y)(s−z))
• void print()： //输出三个点的坐标和面积

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试：

测试输入：

1. 1 1 4 1 4 5

预期输出：

1. (1,1) (4,1) (4,5)
2. area=6

代码

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

// 点类Point
class Point {
protected:
    int x1, y1;
public:
    Point(int a, int b) : x1(a), y1(b) {}
};

// 直线类Line，继承自Point类
class Line : public Point {
protected:
    int x2, y2;
public:
    Line(int a, int b, int c, int d) : Point(a, b), x2(c), y2(d) {}
};

// 三角形类Triangle，继承自Line类
class Triangle : public Line {
private:
    int x3, y3;
    double area;
public:
    Triangle(int a, int b, int c, int d, int e, int f) : Line(a, b, c, d), x3(e), y3(f) {}

    void Area() {
        // 计算三条边的长度
        double x = sqrt((x2 - x1) * (x2 - x1) + (y2 - y1) * (y2 - y1));
        double y = sqrt((x3 - x2) * (x3 - x2) + (y3 - y2) * (y3 - y2));
        double z = sqrt((x3 - x1) * (x3 - x1) + (y3 - y1) * (y3 - y1));

        double s = (x + y + z) / 2;
        area = sqrt(s * (s - x) * (s - y) * (s - z));
    }

    void print() {
        cout << "( " << x1 << "," << y1 << " )	( " << x2 << "," << y2 << " )	( " << x3 << "," << y3 << " )" << endl;
        cout << "area=" << area << endl;
    }
};

第2关：三角形-三角柱体

任务描述

本关任务：试定义类 TR1（三角形）及其派生类 COL（三角柱体）。其中三角形类可以计算三角形的面积和周长；三角柱体类可以计算柱体的体积和表面积。 具体要求如下： （1）TR1 的成员如下： 私有数据成员

• Double x,y,z; 分别表示三角形三条边的长度 公有成员函数
• TR1（double x1,double y1,double z1）;构造函数，用 x1,y1,z1 分别初始化三角形的三条边。在初始化之前，必须先判断 x1、y1、z1 能否构成三角形，如果不能构成三角形，则给出提示并退出程序。判断三条边是否构成三角形的方法：任意两边之和大于第三边。
• virtual double area(); 虚函数，计算三角形的面积，计算公式为： 面积=sqrt(s(s−x)(s−y)(s−z)) 其中，x、y、z 分别为三角形三条边的长度，s=(x+y+z)/2。
• double peri(); 计算三角形的周长。 （2）类 COL 为类 TR1 的公有派生类，其成员如下： 私有数据成员
• double height; 表示三角柱体的高度。 公有成员函数
• COL（double x1,double y1,double z1,double h）;构造函数，用 h 初始化 height，用 x1、y1、z1 分别初始化基类的成员 x、y、z。
• double volume();计算三角柱体的体积。计算公式：体积=底面积×高，其中底面积通过调用基类的成员函数 area()计算。
• double area();计算三角柱体的表面积。计算公式：表面积=2×底面积+底面周长×高度，其中底面积和底面周长分别通过调用基类的成员函数 area()和 prei()计算。

代码

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

// 三角形类TR1
class TR1 {
private:
    double x, y, z;
public:
    TR1(double x1, double y1, double z1) {
        // 判断能否构成三角形
        if (x1 + y1 > z1 && x1 + z1 > y1 && y1 + z1 > x1) {
            x = x1;
            y = y1;
            z = z1;
        }
        else {
            cerr << "输入的边长不能构成三角形，请重新输入！" << endl;
            exit(1);
        }
    }
    virtual double area() {
        double s = (x + y + z) / 2;
        return sqrt(s * (s - x) * (s - y) * (s - z));
    }
    double peri() {
        return x + y + z;
    }
};

// 三角柱体类COL，公有派生自TR1类
class COL : public TR1 {
private:
    double height;
public:
    COL(double x1, double y1, double z1, double h) : TR1(x1, y1, z1), height(h) {}
    double volume() {
        return TR1::area() * height;
    }
    double area() {
        return 2 * TR1::area() + TR1::peri() * height;
    }
};

// int main() {
//     double a, b, c, h;
//     cout << "请输入三角形的底面边长和高：";
//     cin >> a >> b >> c >> h;
//     COL col(a, b, c, h);
//     cout << "三角柱体的体积为：" << col.volume() << endl;
//     cout << "三角柱体的表面积为：" << col.area() << endl;
//     return 0;
// }

第3关：长方形-长方体

任务描述

本关任务：试定义 RECT 类（长方形）及其派生类 CUB（长方体），具体要求如下： （1）类 RECT 的成员如下：

（a）保护数据成员

• double x,y; 分别表示长方形的长和宽。

（b）公有成员函数

• RECT（double x1,double y1）；构造函数，分别用 x1、y1 初始化 x 和 y。
• double area( ); 计算长方形的面积，计算公式：面积=长×宽。
• double peri( ); 计算长方形的周长。计算公式：周长=2×长+2×宽。
• int isSquare( ); 判断是否为正方形，如是，返回 1；否则返回 0。

（2） 类 CUB 为类 RECT 的公有派生类，其成员如下： （a） 私有数据成员

• double height; 表示长方体的高度。

（b） 公有成员函数

• CUB( ); 构造函数，用 h、x、y 分别初始化 height 及其基类成员 x 和 y。
• double volume( ); 计算长方体的体积。计算公式：体积=底面积×高，其中底面积通过调用基类成员函数 area( )计算。
• double area(); 计算长方体的表面积。计算公式：表面积=2×底面积+底面周长×高度。底面积和底面周长分别调用基类成员函数 area()和 peri()计算。
• int isSquare();判断是否为正方体，如是，返回 1，否则返回 0。在判断过程中，首先调用基类的成员函数 isSquare()判断底面是否为正方形。

代码

 #include <iostream>
using namespace std;

// 长方形类RECT
class RECT {
protected:
    double x, y;
public:
    RECT(double x1, double y1) : x(x1), y(y1) {}
    double area() {
        return x * y;
    }
    double peri() {
        return 2 * x + 2 * y;
    }
    int isSquare() {
        return x == y? 1 : 0;
    }
};

// 长方体类CUB，公有派生自RECT类
class CUB : public RECT {
private:
    double height;
public:
    CUB(double x1, double y1, double h) : RECT(x1, y1), height(h) {}
    double volume() {
        return RECT::area() * height;
    }
    double area() {
        return 2 * RECT::area() + RECT::peri() * height;
    }
    int isSquare() {
        return RECT::isSquare() && height == x;
    }
};

// int main() {
//     double length, width, height;
//     cin >> length >> width >> height;
//     CUB cub(length, width, height);
//     cout << "长方体的体积为：" << cub.volume() << endl;
//     cout << "长方体的表面积为：" << cub.area() << endl;
//     if (cub.isSquare()) {
//         cout << "该长方体是正方体" << endl;
//     }
//     else {
//         cout << "该长方体不是正方体" << endl;
//     }
//     return 0;
// }

第4关：优秀学生/教师

任务描述

本关任务：设计评选优秀教师和优秀学生候选人的程序。如果学生的分数大于 90，则可评为优秀生；如果教师发表的论文数大于 3，则可评为优秀教师。 具体要求如下：

（1）定义基类Base： ①保护数据成员

• char name[8]； //存放姓名
• int num； //存放分数或论文数

②公有成员函数

• Base( )：构造函数，输入姓名；
• void print( )：功能函数，输出数据成员；

（2）由基类派生学生类Student，定义公有成员函数：

• Student ( )： 构造函数，输入分数；
• int Isgoodstudent( )：根据优秀学生的标准，满足条件返回1，否则返回0；

（3）由基类派生教师类Teacher，定义公有成员函数：

• Teacher ( )： 构造函数，输入论文数；
• int Isgoodteacher( )：根据优秀教师的标准，满足条件返回1，否则返回0；

代码

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

// Base class  
class Base {  
protected:  
    char name[8]; // Store name  
    int num;      // Store score or number of papers  

public:  
    // Constructor to input name  
    Base() {  
        cout << "姓名：";  
        cin >> name;  
    }  

    // Function to print data members  
    void print() const {  
        cout << "姓名：" << name <<"	" << num << endl;  
    }  
};  

// Derived class for Student  
class Student : public Base {  
public:  
    // Constructor to input score  
    Student() {  
        cout << "考试成绩：";  
        cin >> num;  
    }  

    // Function to determine if the student is excellent  
    int Isgoodstudent() const {  
        return num > 90 ? 1 : 0;  
    }  
};  

// Derived class for Teacher  
class Teacher : public Base {  
public:  
    // Constructor to input number of papers  
    Teacher() {  
        cout << "每年发表论文数：";  
        cin >> num;  
    }  

    // Function to determine if the teacher is excellent  
    int Isgoodteacher() const {  
        return num > 3 ? 1 : 0;  
    }  
};  

第5关：学生-教师

任务描述

本关任务：编写一个输出学生和教师数据的程序，学生数据有编号、姓名、年龄、班号和成绩；教师数据有编号、姓名、年龄、职称和部门。要求声明一个 person 类，并作为学生数据操作类 student 和教师数据操作类 teacher 的基类。

（1）定义Person类

• int number1,age; //编号、年龄
• char name[10];//姓名
• Person();//默认构造函数
• Person(int i,int j,const char*p); //带参构造函数
• void disp();//数据输出

（2）定义Student类

• int lesson;  //班号
• char grade; //成绩
• Student(int i,int j,const char*p, int k,char a); //构造函数
• void disp(); //数据输出

（3）定义Teacher类

• char job[10],workplace[30]; // 职称、部门
• Teacher(int i,int j,char*p,const char*a,const char*b); //构造函数
• void disp(); //数据输出

代码

 #include <iostream>  
#include <cstring>  

using namespace std;  

// Base class Person  
class Person {  
protected:  
    int number1; // 编号  
    int age;     // 年龄  
    char name[10]; // 姓名  

public:  
    // Default constructor  
    Person() : number1(0), age(0) {  
        strcpy(name, ""); // Initialize name to an empty string  
    }  

    // Parameterized constructor  
    Person(int i, int j, const char* p) : number1(i), age(j) {  
        strncpy(name, p, sizeof(name) - 1);  
        name[sizeof(name) - 1] = '\0'; // Ensure null termination  
    }  

    // Display function  
    virtual void disp() const {  
        cout << "It's " << number1 << "," << name << "," << age;  
    }  
};  

// Derived class Student  
class Student : public Person {  
private:  
    int lesson; // 班号  
    char grade; // 成绩  

public:  
    // Parameterized constructor  
    Student(int i, int j, const char* p, int k, char a) : Person(i, j, p), lesson(k), grade(a) {}  

    // Display function  
    void disp() const override {  
        Person::disp(); // Call base class display  
        cout << "," << lesson << ":" << grade << endl; // Output student-specific data  
    }  
};  

// Derived class Teacher  
class Teacher : public Person {  
private:  
    char job[10];       // 职称  
    char workplace[30]; // 部门  

public:  
    // Parameterized constructor  
    Teacher(int i, int j, const char* p, const char* a, const char* b) : Person(i, j, p) {  
        strncpy(job, a, sizeof(job) - 1);  
        job[sizeof(job) - 1] = '\0'; // Ensure null termination  
        strncpy(workplace, b, sizeof(workplace) - 1);  
        workplace[sizeof(workplace) - 1] = '\0'; // Ensure null termination  
    }  

    // Display function  
    void disp() const override {  
        Person::disp(); // Call base class display  
        //cout << "," << job << ":" << workplace << endl; // Output 
         cout << "," << workplace << ":" << job << endl; // Output teacher-specific data  
    }  
};  

第6关：商品信息

任务描述

本关任务：假设某商店有如下几种货品：衬衣、帽子、立柜。每一种货物都有与其关联的说明信息。 衬衣：单价、产地、库存量、布料； 帽子：单价、产地、库存量、布料、样式（平顶或尖顶）； 立柜：单价、产地、库存量、木料、颜色。 对这些商品的操作有：商品的进库（增加库存量），商品的出库（减少库存量），该类货品总价格的计算。要求自行设计数据结构，用类的继承与派生关系将上述的各种货品表示出来，并使用类的构造函数来初始化每一类对象的初始数据。 设立3 个不同的类来描述与处理3 种不同的货品。首先注意到上述3 种货品数据之间的相互关联关系，可使用C++基类及其派生类的定义方法，先抽象出如下每一货品都具有的 “公有”数据构成一个所谓的基类 base，而后再派生出所需的那3 个类。 ①Base（基）类：单价、产地、库存量，； ②由Base 作为基类，派生出Shirt（衬衣）类：增加“布料”数据； ③由Base 出发，派生出Wardrobe（立柜）类：增加“木料”与“颜色”数据； ④而后又由Shirt 类出发（作为基类），派生出Cap（帽子）类：增加“样式”数据。 (2)．对应于要对各类数据所进行的操作，而设立出类的如下几个成员函数。 ①构造函数 通过传递来的实参数据，来构造出每一对象所具有的各数据成员。如基类Base 需要传递place、count 与price 三项数据，而派生类Shirt 则需在Base 数据的基础上增加第四项即布料数据material 等。 ②商品的进库（增加库存量） void in_something(int add_cnt); 将对象的库存量 count 增加一个数量 add_cnt。 ③商品的出库（减少库存量） void out_something(int del_cnt); 将对象的库存量count 减少一个数量del_cnt。 ④该类货品总价格的计算 double total_price(); 通过使用“price*count”计算并返回对象所代表货品的总价格。 ⑤对象数据的输出。 在屏幕上显示出对象所拥有的当前数据。

代码

#include<iostream>  
#include<string>  
using namespace std;  
class Base  
{  
    public:  
        Base(int Count,double Price,string Place)  
        {  
            count=Count;     //在基类里面对所需要的数据进行定义   
            price=Price;  
            place=Place;  
        }  
        int in_something(int );  
        int out_something(int);  
        double total_price(double );  
        protected:  
        int count;  
        double price;  
        string place;     //使用string来存储一段字符   
};  
class Shirt:public Base  
{  
    public:             //在shirt类里面调用base类中的元素，base类里面不需要写出来数据类型   
    Shirt(int count,double price,string place,string Material):Base( count, price, place)  
    {  
        material=Material;  
    }  
    void print1();  
    protected:  
    string material;      
};
class Wardrobe:public Base  
{  
    public:              //在wardrobe类里面调用base类中的数据   
    Wardrobe(int count,double price,string place,string Colour,string Muliao):Base(count,price,place)  
    {  
        colour=Colour;  
        muliao=Muliao;  
         }       
        void print2();  
        protected:  
            string colour;  
            string muliao;  
};  
class Cap:public Shirt  
{  
    public:                //在cap类的里面，调用shirt类的数据，此时material无需再次在cap类里面进行声明   
    Cap(int count,double price,string place,string Material,string Yangshi):Shirt( count, price, place, Material)  
    {  
        yangshi=Yangshi;  
    }  
        void print3();  
        protected:  
            string yangshi;  
};
int Base::out_something(int number)  
{  
    count=count-number;  
    return count;  
}  
int Base::in_something(int number)  
{  
    count=count+number;  
    return count;  
}  
double Base::total_price(double )  
{  
    return count*price;  
}
void Shirt::print1()  
{  
    cout<<"衬衫数据："<<endl;
    cout<<"库存量："<<count<<" 产地:"<<place<<" 单价:"<<price<<" 布料:"<<material<<" 总价格："<<count*price<<endl;  
}  
void Wardrobe::print2()  
{  
    cout<<"立柜数据："<<endl;
    cout<<"库存量："<<count<<" 产地:"<<place<<" 单价:"<<price<<" 木料: "<<muliao<<" 颜色："<<colour<<" 总价格："<<count*price<<endl;  
}  
void Cap::print3()  
{  
    cout<<"帽子数据："<<endl;
    cout<<"库存量："<<count<<" 产地:"<<place<<" 单价:"<<price<<" 布料："<<material<<" 样式："<<yangshi<<" 总价格："<<count*price<<endl;   
}

第7关：汽车-小车-卡车

任务描述

本关任务：编写一个程序，其中有一个汽车类Vehicle，它具有一个需要传递参数的构造函数，类中的数据成员：车轮个数wheels和车重weight为保护属性；小车类Car是它的私有派生类，其中包含载人 passager_load；卡车类 Truck 是 Vehicle 的私有派生类，其中包含载人数 passager_load 和载重量 payload。每个类都有相关数据的输出方法。

代码

 #include<iostream>
using namespace std;
class Vehicle { //声明汽车类
    protected:
        int wheel;//车轮
        double weight;//车重
    public:
        Vehicle(int w,double i) { //构造函数
            wheel = w;
            weight = i;
        }
        void show() { //输出函数
            cout<<"车轮个数:"<< wheel;
        }
};
class Car:private Vehicle { //声明小车类，私有继承汽车类
    private:
        int passager_load;//载人数
    public:
        Car(int w,double i,int p):Vehicle(w,i) { //构造函数
            passager_load = p;
        }
        void display() { //输出函数
            cout<<"\n";
            Vehicle::show();
            cout<<"\t载人数:"<<passager_load<<endl;
        }
};
class Truck:private Vehicle { //声明卡车类，私有继承汽车类
    private:
        int passager_load;//载人数
        int payload;//载重量
    public:
        Truck(int w,double i,int p,int l):Vehicle(w,i) { //构造函数
            passager_load = p;
            payload = l;
        }
        void display1() { //输出函数
            Vehicle::show();
            cout<<"\t载人数:"<<passager_load<<endl;
        }
};