第十三周实验报告(任务三)【抽象基类Shape】

本文介绍如何使用抽象类和虚函数实现圆形、矩形和三角形的面积计算,并通过基类指针进行访问,最终计算所有几何体的总面积。

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/* (程序头部注释开始)

* 程序的版权和版本声明部分

* Copyright (c) 2011, 烟台大学计算机学院学生

* All rights reserved.

* 文件名称:虚函数与抽象类的应用

* 作 者: 张培培

* 完成日期: 2012年 05月 16日

* 版 本 号:

* 对任务及求解方法的描述部分

* 输入描述:

* 问题描述: 定义抽象基类Shape,由它派生出3个派生类,Circle(圆形)、Rectangle(矩形)、Triangle(三角形),并求出定义的几个几何体的面积和

* 程序输出:

* 程序头部的注释结束*/

#include <iostream>
using namespace std;
const double PI=3.1415926;
//声明抽象基类shape
class Shape
{
public:
	virtual double area() const = 0;//纯虚函数
};

//声明Circle类
class Circle:public Shape
{
private:
	double radius;
public:
	Circle(double r):radius(r){}
	virtual double area() const 
	{
		return PI*radius*radius;
	}
};

//声明Rectangle类
class Rectangle:public Shape
{
private:
	double length,width;
public:
	Rectangle(double l,double w):length(l),width(w){}
	virtual double area() const
	{
		return length*width;
	}
};

//声明Triangle类
class Triangle:public Shape
{
private:
	double length,heigth;
public:
	Triangle(double l,double h):length(h),heigth(h){}
	virtual double area() const
	{
		return 0.5*length*heigth;
	}
};


int main()
{
	Circle c1(12.6),c2(4.9);    //建立Circle类对象c1,c2,参数为圆半径
	Rectangle r1(4.5,8.4),r2(5.0,2.5);       //建立Rectangle类对象r1,r2,参数为矩形长、宽
	Triangle t1(4.5,8.4),t2(3.4,2.8);    //建立Triangle类对象t1,t2,参数为三角形底边长与高
	Shape *pt[6]={&c1,&c2,&r1,&r2,&t1,&t2}; //定义基类指针数组pt,各元素指向一个派生类对象
	double areas=0.0;      //areas为总面积
	for(int i=0; i<6; i++)
	{
		areas=areas+pt[i]->area();
	}
	cout<<"totol of all areas="<<areas<<endl;   //输出总面积
	system("pause");
	return 0;
}

totol of all areas=663.689
请按任意键继续. . .




上机感言:在基类中定义了虚函数,在派生类中才可以定义与基类中同名的函数,在派生类中才可以用基类指针进行访问。。。。。
实验报告抽象基类Shape派生3个类 实验目的 本实验旨在通过设计一个抽象基类Shape及其派生类Circle、Rectangle、Triangle,掌握C++中的抽象类、纯虚函数、多态等概念,以及类的继承和多态性的实现方法。 实验原理 抽象类 在C++中,抽象类是不能被实例化的类。它们仅用于作为其他类的基类,以便其他类可以继承它们的成员函数。抽象类中有一个或多个纯虚函数,这些纯虚函数没有函数体,需要由其派生类实现。 纯虚函数 纯虚函数是抽象类中的一种特殊函数,它是没有函数体的虚函数。纯虚函数必须在派生类中被重新定义,以便实现多态性。 多态性 多态性是指同一个函数名称可以在不同的类中使用,并且有不同的实现方式。在C++中,多态性通过函数重载和函数重来实现。 类的继承 类的继承是指一个新类可以从一个现有的类中派生,从而获得现有类的属性和方法。派生类可以访问基类的公有成员函数和数据成员,但不能访问基类的私有成员函数和数据成员。 实验步骤 1.设计抽象基类Shape 抽象基类Shape中声明一个纯虚函数getArea(),用于求面积,代码如下: ```c++ class Shape { public: virtual double getArea() = 0; }; ``` 2.设计派生类Circle 派生类Circle从抽象基类Shape中继承getArea()函数,并实现计算圆形面积的方法,代码如下: ```c++ class Circle : public Shape { public: Circle(double r) : radius(r) {} double getArea() override { return 3.14 * radius * radius; } private: double radius; }; ``` 3.设计派生类Rectangle 派生类Rectangle从抽象基类Shape中继承getArea()函数,并实现计算矩形面积的方法,代码如下: ```c++ class Rectangle : public Shape { public: Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {} double getArea() override { return width * height; } private: double width, height; }; ``` 4.设计派生类Triangle 派生类Triangle从抽象基类Shape中继承getArea()函数,并实现计算角形面积的方法,代码如下: ```c++ class Triangle : public Shape { public: Triangle(double b, double h) : base(b), height(h) {} double getArea() override { return 0.5 * base * height; } private: double base, height; }; ``` 5.测试 在主函数中,定义个对象c、r、t分别属于Circle、Rectangle、Triangle类,并用一个函数输出它们的面积,代码如下: ```c++ void printArea(Shape& s) { cout << "The area is: " << s.getArea() << endl; } int main() { Circle c(3.0); Rectangle r(4.0, 5.0); Triangle t(6.0, 7.0); printArea(c); printArea(r); printArea(t); return 0; } ``` 运行结果如下: ``` The area is: 28.26 The area is: 20 The area is: 21 ``` 实验结论 本实验通过设计一个抽象基类Shape及其派生类Circle、Rectangle、Triangle,掌握了C++中的抽象类、纯虚函数、多态等概念,以及类的继承和多态性的实现方法。在程序中,通过定义一个函数printArea(),实现了输出不同形状面积的功能。
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