实验一

电子科技大学实验报告学生姓名：xxxx 学号：xxx指导教师：xxx实验地点：xx 实验时间：xx一、实验室名称：软件实验室二、实验项目名称：面向对象程序设计—数据封装三、实验学时：6四、实验原理：数据封装将一组数据和这组数据有关的操作集合封装在一起，形成一个能动的实体，称为对象。

用户不必知道对象行为的实现细节，只需根据对象提供的外部特性接口访问对象。

面向对象技术试图通过建立一个合适的数据类型，将描述对象的属性（数据）和行为（函数）结合在一起，形成一个新的抽象数据类型，称为类类型（class）。

类是C++的封装机制，其中包括了数据成员和成员函数。

在C++类中，能确保数据只能由类中的成员函数进行访问和处理。

在任何时候，都可以自由地改变数据成员的组织形式，只需改变成员函数的实现细节。

由于这些成员函数的接口不改变，系统其他部分的程序（及使用者）就不会由于改动而受到影响。

类的概念将数据和与这个数据有关的操作集合封装在一起，建立了一个定义良好的接口，人们只关心其使用，不关心其实现细节。

这反应了抽象数据类型的思想。

五、实验目的：本实验通过编写一些简单的程序，使学生掌握数据封装的概念，并能熟练编写C++类，培养理论联系实际和自主学习的能力，提高程序设计水平。

六、实验内容：一位小学教师Ken希望完成这样的任务：针对于小学生正在学习四边形(quadrangle)的特性，编写一个小软件，能够随机在屏幕上显示矩形(rectangle)、正方形(square)、平行四边形(parallelogram)、梯形(trapezoid)和菱形(diamond)五种形体之一，同时显示该形体的特性和关键数据（随机产生），学生复习形体的特性，然后根据给出的关键数据计算形体的面积，软件判断其结果的正确性。

在学习过程中，软件记录产生的每一个形体，在学生选择不再继续后，将其学习的过程重放一遍，用以重温，加深印象。

根据Ken老师的要求，需要至少编写六个类：1）Rect //注意：类名不要使用Rectangle2）Square3）Parallelogram4）Trapezoid5）Diamond6）List其中，前五个类用于描述五种形体。

五种形体不用顶点坐标的表示形式，而只是简单地用它们的特征值表示。

例如：矩形、平行四边形用长和高表示；正方形用边长表示；梯形用两条平行边长和高表示；菱形用两条对象线长表示。

要求为这五种形体编写相应的类，类中包括至少如下数据成员和成员函数：1）特征值，例如长和宽等；2）string name; 用于存储形体的类别。

类别的名字就是类的名字。

例如：Rect类的类别名就是“Rectangle”；3）double area(); 用于求形体的面积；4）void draw(); 用于绘制形体。

不要求用图形的方式画图形，只需要简单地打印出形体的类别和特征值；5）构造（包括拷贝构造）函数和析构函数。

构造函数要带有相应的参数以能够用指定特征值初始化形体对象。

此外，List类用于存储各种形体。

形体的产生可以通过随机的方式完成。

不过，List类的push_back()成员的代码需要自行完成。

附件中给出了List 类的大部分代码。

重温过程实际上就是遍历List类对象的过程。

这个过程可能有些复杂，附件中也给出了遍历的示例代码。

附件中给出了其它需要的示例代码，以及解题思路，请参阅。

注：请将此实验编写的代码完整保存，此后的两项实验都要以本次实验的代码为基础。

实验四属于选作实验。

七、实验器材（设备、元器件）：PC机一台，装有C/C++语言集成开发环境。

八、实验步骤：#include <stdio.h>#include <iostream>#include <string>#include <cstdlib>#include <ctime>using namespace std;class Quadrangle{public:string name; //形体的标识};typedef Quadrangle * QUADPTR;class Rect{public:string name; //形体的标识(矩形)Rect(int w = 5, int h = 7, string nm = "Rectangle"){name=nm;height=h;width=w;}~Rect (){}void draw() const;double area() const;string what() const;int& Width(); //获取矩形的宽。

如果是梯形，还需要一个成员int& Width2()来获取另一条平行边的长度int& Height();//获取矩形的高private:int width, height; //高和宽};void Rect::draw() const{cout << what() <<": width = " << width << ", height = " << height << endl; }string Rect::what() const{return name;}double Rect::area() const{return width*height;}class Squ{public:string name; //形体的标识(正方形)Squ(int length1= 5, string nm = "Square"){name=nm;length = length1;}~Squ (){}void draw() const;double area() const;string what() const;int& getlength(); //获取正方形的边长。

如果是梯形，还需要一个成员int& Width2()来获取另一条平行边的长度private:int length; //边长};void Squ::draw() const{cout<< what() <<" length: = " << length<< endl;}string Squ::what() const{return name;}double Squ::area() const{return length*length;}class Para{public:string name; //形体的标识(平行四边形)Para (int w = 5, int h = 7, string nm = "Parallelogram"){name=nm;width=w;height=h;}~Para (){}void draw() const;double area() const;string what() const;int& Width(); //获取平行四边形的长。

如果是梯形，还需要一个成员int& Width2()来获取另一条平行边的长度int& Height();//获取平行四边形的高private:int width,height; //高和长};void Para::draw() const{cout << what() <<": width = " << width << ", height = " << height << endl; }string Para::what() const{return name;}double Para::area() const{return width*height;}class Dia{public:string name; //形体的标识(菱形)Dia(int length = 5, int length3 = 7, string nm = "Diamond") {name=nm;length1 =length ;length2 = length3;}~Dia (){}void draw() const;double area() const;string what() const;double &Length1(); //获取菱形的对角线的长。

如果是梯形，还需要一个成员int& Width2()来获取另一条平行边的长度double &Length2();private:double length1,length2;};void Dia::draw() const{cout << what() <<": length1 = " << length1<< ", length2 = " << length2 << endl;}string Dia::what() const{return name;}double Dia::area() const{return (length1*length2)/2;}class Tra{public:string name; //形体的标识(梯形)Tra(int w1= 5, int w2 = 4,int h = 7, string nm = "Trapezoid"){name=nm;width1=w1 ;width2=w2;height=h;}~Tra (){}void draw() const;double area() const;string what() const;double& Width1(); //梯形的长。

如果是梯形，还需要一个成员int& Width2()来获取另一条平行边的长度double&Width2();double& Height();//获取梯形的高private:double width1,width2,height;};void Tra::draw() const{cout << what() <<": width1 = " << width1<< ", width2 = " << width2<< ", height = " << height<< endl;}string Tra::what() const{return name;}double Tra::area() const{return (width1+width2)*height/2;}typedef void (*ACCESSFUN)(QUADPTR);class List{private:struct _Node{QUADPTR data;_Node* next;} *head, *tail; //链表的头尾指针typedef _Node* _range;size_t len; //链表中节点的数目，即链表的长度public:List(); //平凡构造函数List(const List& l); //复制构造函数~List();void push_back(const QUADPTR quad); //尾部添加size_t size(); //获取链表的长度void traverse(ACCESSFUN f); //遍历};List::List() :head(NULL),tail(NULL){}List::List(const List& l){head=tail=NULL;_Node * p=l.head;while (p!=NULL){this->push_back(p->data);p=p->next;}}List::~List(){_Node *p=head,*q;while (p!=NULL){q=p;p=p->next;delete q;}}void List::push_back(const QUADPTR quad){_Node *p = new _Node;p->data=const_cast < QUADPTR > (quad);p->next=NULL;if(tail==NULL)head=tail=p;else{tail->next=p;tail=p;}}size_t List::size(){_Node *p=head;size_t len=0;while(p!=NULL){p=p->next;++len;}return len;}void List::traverse(ACCESSFUN f){_range p =head; //请自行添加初始化部分while(p != NULL){f(p->data);p=p->next;//请自行添加指针移动部分}}void access(QUADPTR quad){if (quad->name == "Rectangle"){Rect *p = reinterpret_cast<Rect*>(quad);p->draw();cout << "area = " << p->area() << endl;}else if (quad->name =="Square"){Squ *p =reinterpret_cast<Squ *>(quad);p->draw();cout << "area = " << p->area() << endl;}else if (quad->name =="Parallelogram"){Para *p =reinterpret_cast<Para *>(quad);p->draw();cout << "area = " << p->area() << endl;}else if (quad->name =="Diamond"){Dia *p =reinterpret_cast<Dia *>(quad);p->draw();cout << "area = " << p->area() << endl;}else if (quad->name =="Trapezoid"){Tra *p =reinterpret_cast<Tra *>(quad);p->draw();cout << "area = " << p->area() << endl;}}int main(){List list;srand(unsigned(time(NULL)));cout<<"小学生学习进程"<<endl;done:int i=(rand() % 5);if (i==0){Rect *re = new Rect();re->draw();list.push_back(reinterpret_cast<QUADPTR>(re));cout<<"输入其面积计算结果： ";for(;;){double answer=0.0;cin>>answer;if( answer != re->area())cout<<"结果错误，请重新计算： ";else{cout<<" 结果正确"<<endl;break;}}}else if(i==1){Dia *di = new Dia();di->draw();list.push_back(reinterpret_cast<QUADPTR>(di));cout<<"输入其面积计算结果： ";for(;;){double answer=0.0;cin>>answer;if( answer != di->area())cout<<"结果错误，请重新计算： ";else{cout<<" 结果正确"<<endl;break;}}}else if(i==2){Para *pa = new Para();pa->draw();list.push_back(reinterpret_cast<QUADPTR>(pa));cout<<"输入其面积计算结果： ";for(;;){double answer=0.0;cin>>answer;if( answer != pa->area())cout<<"结果错误，请重新计算： ";else{cout<<" 结果正确"<<endl;break;}}}else if(i==3){Tra *tr = new Tra();tr->draw();list.push_back(reinterpret_cast<QUADPTR>(tr));cout<<"输入其面积计算结果： ";for(;;){double answer=0.0;cin>>answer;if( answer != tr->area())cout<<"结果错误，请重新计算： ";else{cout<<" 结果正确"<<endl;break;}}}else if(i==4){Squ *sq = new Squ();sq->draw();list.push_back(reinterpret_cast<QUADPTR>(sq));cout<<"输入其面积计算结果： ";for(;;){double answer=0.0;cin>>answer;if( answer != sq->area())cout<<"结果错误，请重新计算： ";else{cout<<" 结果正确"<<endl;break;}}}int answer1;cout<<"小朋友是要继续学习呢还是开始复习呢？（如果继续学习的话请输入1，如果是想要复习的话请输入2）: ";cin>>answer1;if( answer1 == 1)goto done;else if(answer1==2){cout<<"小学生复习进程"<<endl;list.traverse(access);}system("pause");return 0;}九、实验数据及结果分析：十、实验结论：实验运行成功，通过随机产生五种形体，让小学生根据其给定数据计算形体面积，并验证其正确性。