VisualC面向对象程序设计教程与实验第二版清华大学出版社18章答案.docx

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1、第一章1. 什么是面向 象程序 ？它与 的 构化程序 有什么不同？面向 象程序 既吸取了 构化程序 的一切 点， 又考 了 世界与面向 象解空 的映射关系， 它所追求的目 是将 世界的 求解尽可能 化。面向 象程序 将数据及 数据的操作放在一起， 作 一个相互依存、 不可分割的整体来 理， 它采用了数据抽象和信息 藏技 。 它将 象及 象的操作抽象成一种新的数据 型 ， 并且考 不同 象之 的 系和 象所在 的重要性。面向 象程序 于 的 构化程序 ，其 越性表 在， 它有希望解决 件工程的两个主要的 件复 性控制和 件生 率的提高， 此外它 符合人 的思 ， 能 自然地表 世界的 体和 ，

2、它 件开 程具有重要的意 。在面向 象程序 中可以用下面的式子表示程序：程序 = 象 + 象 + 象 象 =算法 +数据 构 +程序 言 + 言 境在 构化程序 中可以用下面的式子表示程序：程序 =数据 构 +算法 +程序 言 + 言 境2. 面向 象程序 言有哪几 ？(1) LISP家族LISP 是 50 年代开 出来的一种 言，它以表 理 特色，是一种人工智能 言， 70 年代以来，在 LISP 基 上开 了很多 LISP 家族的面向 象 言。(2) SimulaSimula 言是 60 年代开 出来的，在Simula 中引入了几个面向 象程序 言中最重要的概念和特性，即数据抽象、 和 承

3、性机制。Simula67 是它具有代表性的一个版本，70 年代 展起来的CLU， Ada,Modula-2 等 言是在它的基础上发展起来的。(3) SmalltalkSmalltalk是第一个真正的面向对象程序设计语言，它体现了纯粹的OOP设计思想，是最纯的 OOP语言。它起源于 Simula 语言。尽管 Smalltalk不断完善，但在那个时期， 面向对象程序设计语言并没有得到广泛的重视，程序设计的主流是结构化程序设计。(4) C 家族在 19 世纪 80 年代， C 语言成为一种极其流行、应用非常广泛的语言。 C+ 是在 C语言的基础上进行扩充， 并增加了类似 Smalltalk 语言中相

4、应的对象机制。它将“类”看作是用户定义类型，使其扩充比较自然。 C+以其高效的执行效率赢得了广大程序设计员的青睐，在 C+中提供了对 C语言的兼容性，因此，很多已有的 C程序稍加改造甚至不加改造就可以重用， 许多有效的算法也可以重新利用。它是一种混合型的面向对象程序设计语言，由于它的出现，才使面向对象的程序设计语言越来越得到重视和广泛的应用。JAVA 语言是一种适用于分布式计算的新型面向对象程序设计语言，可以看作是 C+语言的派生，它从C+语言中继承了大量的语言成分，抛弃了C+语言中冗余的、容易引起问题的功能，增加了多线程、异常处理、网络程序设计等方面的支持，掌握了 C+语言，可以很快学会 J

5、AVA 语言。3. 面向对象系统有哪些特性？分别加以解释。(1) 抽象性（ abstract ）抽象是一种从一般的观点看待事物的方法， 它要求程序员集中于事物的本质特征，而不是具体细节或具体实现。 类的概念来自人们认识自然、 认识社会的过程。在这一过程中， 人们主要使用两种方法： 从特殊到一般的归纳法和从一般到特殊的演绎法。 在归纳的过程中， 我们从一个个具体的事物中把共同的特征抽取出来，形成一个一般的概念，这就是“归类” ；在演绎的过程中，我们又把同类的事物，根据不同的特征分成不同的小类，这就是“分类” 。对于一个具体的类，它有许多具体的个体，我们称这些个体叫做“对象” 。(2)封装性（ e

6、ncapsulation)所谓数据封装就是指一组数据和与这组数据有关的操作集合组装在一起，形成一个能动的实体， 也就是对象。数据封装就是给数据提供了与外界联系的标准接口，无论是谁，只有通过这些接口，使用规范的方式，才能访问这些数据。数据封装是软件工程发展的必然产物，使得程序员在设计程序时可以专注于自己的对象，同时也切断了不同模块之间数据的非法使用，减少了出错的可能性。(3)继承性（ inheritance）从已有的对象类型出发建立一种新的对象类型，使它继承原对象的特点和功能，这种思想是面向对象设计方法的主要贡献。继承是对许多问题中分层特性的一种自然描述， 因而也是类的具体化和被重新利用的一种手

7、段，它所表达的就是一种对象类之间的相交关系。 它使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。继承所具有的作用有两个方面：一方面可以减少代码冗余；另一方面可以通过协调性来减少相互之间的接口和界面。(4) 多态性 (polymorphism)不同的对象接收到相同的消息时产生多种完全不同的行为的现象称为多态性。 C+语言支持两种多态性即编译时的多态性和运行时的多态性。编译时的多态性通过重载函数实现， 而运行时的多态性通过虚函数实现。使用多态性可以大大提高了我们解决复杂问题的能力。4. 解释类、对象、消息和方法的概念。(1) 类 (class)在面向对象系统中，并不是将各个具体的对象都进行描述，而是

8、忽略其非本质的特性，找出其共性，将对象划分成不同的类，这一过程为抽象过程。类是对象的抽象及描述，是具有共同属性和操作的多个对象的相似特性的统一描述体。在类的描述中，每个类要有一个名字标识， 用以表示一组对象的共同特征。类中的每个对象都是该类的实例。类提供了完整的解决特定问题的能力，因为类描述了数据结构（对象属性）、算法（服务、方法）和外部接口（消息协议） ，是一种用户自定义的数据类型。(2)对象（ object ）在面向对象系统中，对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。 一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务构成。属性和服务是构成对象的两个主要因素，属性

9、是一组数据机构的集合，表示对象的一种状态，对象的状态只供对象自身使用，用来描述静态特性，而服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操作序列，是对象一组功能的体现。对象是类的实例。(3)消息 (message)消息是面向对象系统中实现对象间的通信和请求任务的操作，是要求某个对象执行其中某个功能操作的规格说明。发送消息的对象称为发送者，接受消息的对象称为接收者。对象间的联系，只能通过消息来进行。对象在接收到消息时才被激活。(4)方法（ method）在面向对象程序设计中，要求某一对象做某一操作时，就向对象发送一个相应的消息，当对象接收到发向它的消息时，就调用有关的方法，执行相应的操作。方法就是对象

10、所能执行的操作。 方法包括界面和方法体两部分。方法的界面就是消息的模式，它给出了方法的调用协议；方法体则是实现某种操作的一系列计算步骤，也就是一段程序。消息和方法的关系是：对象根据接收到的消息，调用相应的方法；反过来，有了方法，对象才能响应相应的消息。所以消息模式与方法界面应该是一致的。同时，只要方法界面保持不变，方法体的改动不会影响方法的调用。在C+语言中方法是通过函数来实现的，称为成员函数。第二章1分析下列程序的执行结果：输出随机数2. 分析下列程序的执行结果： i=03. C+ 语言对 C语言在结构化程序设计方面进行了哪些扩充？主要在以下方面进行了扩充：文件扩展名、注释符、名字空间、输入

11、输出、变量的定义、强制类型转换、动态 内存 的分配与释放、作用域运算符 : 、引用、 const 修饰符、字符串、函数4. 下述 C+程序有若干处错误，试找出并纠正之。正确程序为：#includeconst float PAI=3.14159265；float square(float r)return PAI*r*r;float square(float high,float length=0 )return high*length;float (*fs)(float,float=0);void main()fs=□coutThe circles square is fs(1.

12、0)n;5. 引用类型与指针类型有什么区别？指针的内容或值是某一变量的内存单元地址，而引用则与初始化它的变量具有相同的内存单元地址。指针是个变量，可以把它再赋值成其它的地址，然而，建立引用时必须进行初始化并且决不会再指向其它不同的变量。C+没有提供访问引用本身地址的方法，因为它与指针或其它变量的地址不同，它没有任何意义。 引用总是作为变量的别名使用，引用的地址也就是变量的地址。引用一旦初始化，就不会与初始化它的变量分开。6函数、内联函数以及宏的区别。程序的模块在 C+中通过函数来实现， 函数由函数说明和函数体2 部分组成。内联函数是C+语言特有的一种函数附加类别，是通过在函数声明之前插入“ i

13、nline ”关键字实现的。 编译器会将编译后的全部内联函数的目的机器代码复制到程序内所有的引用位置并把往返传送的数据也都溶合进引用位置的计算当中，用来避免函数调用机制所带来的开销， 提高程序的执行效率。 显然这是以增加程序代码空间为代价换来的。宏定义是编译预处理命令，分为带参数的和不带参数的宏定义。在编译之前进行预处理时，用宏定义中的字符串替换程序中所有出现的宏名。7. 函数重载有什么好处？函数重载使函数方便使用，便于记忆，也使程序设计更加灵活，增加程序的可读性。例如，求两个数中最大值的函数max，不管其参数是整数类型、实数类型、字符串，都可以使用同名函数来实现，调用时只需使用max就可以了

14、编译器将根据实参的类型判断应该调用哪一个函数。8. 模板有什么作用？函数模板和模板函数有什么区别？所谓模板是一种使用无类型参数来产生一系列函数或类的机制，是C+的一个重要特征。通过模板可以产生类或函数的集合，使它们操作不同的数据类型，从而避免为每一种数据类型产生一个单独的类或函数。函数模板提供了传递类型的机制。函数模板定义不是一个实实在在的函数，编译系统不为其产生任何执行代码。该定义只是对函数的描述， 表示它每次能单独处理在类型形式参数表中说明的数据类型。函数模板只是说明，不能直接执行，需要实例化为模板函数后才能执行。当编译系统发现有一个函数调用：;时，将根据 中的类型生成一个重载函数，即模

15、板函数。该模板函数的定义体与函数模板的函数定义体相同，而的类型则以 的实际类型为依据。第三章1 为什么要引入构造函数和析构函数？对象的初始化是指对象数据成员的初始化，在使用对象前， 一定要初始化。 由于数据成员一般为私有的(private)，所以不能直接赋值。对对象初始化有以下两种方法：类中提供一个普通成员函数来初始化，但是会造成使用上的不便（使用对象前必须显式调用该函数）和不安全( 未调用初始化函数就使用对象) 。当定义对象时，编译程序自动调用构造函数。析构函数的功能是当对象被撤消时，释放该对象占用的内存空间。析构函数的作用与构造函数正好相反，一般情况下，析构函数执行构造函数的逆操作。在对象

16、消亡时，系统将自动调用析构函数，执行一些在对象撤消前必须执行的清理任务。2. 类的公有、私有和保护成员之间的区别是什么？ 私有成员 private: 私有成员是在类中被隐藏的部分，它往往是用来描述该类对象属性的一些数据成员， 私有成员只能由本类的成员函数或某些特殊说明的函数（如第 4 章讲到的友员函数）访问，而类的外部根本就无法访问，实现了访问权限的有效控制，使数据得到有效的保护，有利于数据的隐藏， 使内部数据不能被任意的访问和修改， 也不会对该类以外的其余部分造成影响， 使模块之间的相互作用被降低到最小。 private 成员若处于类声明中的第一部分，可省略关键字 private 。 公有成

17、员 public ：公有成员对外是完全开放的，公有成员一般是成员函数，它提供了外部程序与类的接口功能，用户通过公有成员访问该类对象中的数据。 保护成员 protected:只能由该类的成员函数，友元，公有派生类成员函数访问的成员。 保护成员与私有成员在一般情况下含义相同，它们的区别体现在类的继承中对产生的新类的影响不同，具体内容将在第5 章中介绍。缺省访问控制（未指定 private 、protected 、public访问权限）时，系统认为是私有 private成员。3. 什么是拷贝构造函数，它何时被调用？拷贝构造函数的功能是用一个已有的对象来初始化一个被创建的同类对象，是一种特殊的构造函数

18、 具有一般构造函数的所有特性，当创建一个新对象时系统自动调用它； 其形参是本类对象的引用， 它的特殊功能是将参数代表的对象逐域拷贝到新创建的对象中。在以下四种情况下系统会自动调用拷贝构造函数： 用类的一个对象去初始化另一个对象cat cat1;cat cat2(cat1); /创建 cat2时系统自动调用拷贝构造函数，/ 用 cat1 初始化 cat2 。 用类的一个对象去初始化另一个对象时的另外一种形式Cat cat2=cat1;/注意并非 cat cat1,cat2; cat2=cat1; 对象作为函数参数传递时，调用拷贝构造函数。f(cat a) /定义 f 函数，形参为 cat 类对

19、象cat b;/定义对象 bf(b);/进行 f 函数调用时，系统自动调用拷贝构造函数 如果函数的返回值是类的对象，函数调用返回时，调用拷贝构造函数。4.设计一个计数器类，当建立该类的对象时其初始状态为0，考虑为计数器定义哪些成员？/ counter.h#ifndef counter_h#define counter_hclass counterprivate:int count;public:counter();void setCount(int i);int getCount();void displayCount();void incrementCount();void decremen

20、tCount();counter();#endif/ counter.cpp #include counter.h #includecounter:counter()count = 0;void counter:displayCount()cout count endl;int counter:getCount()return count;void counter:setCount(int i)count = i;void counter:incrementCount()count+;void counter:decrementCount()count-;/ MAIN.CPP #include

21、 counter.h #includevoid main()counter c1;c1.displayCount();c1.setCount(4);c1.displayCount();for(int i=0; i=10;i+)c1.incrementCount();c1.displayCount();5. 定义一个时间类，能提供和设置由时、分、秒组成的时间，并编写出应用程序，定义时间对象，设置时间，输出该对象提供的时间。#include class Timeint hour,minute,second;public:Time(int h=0,int m=0, int s=0)hour = h;

22、minute = m;second = s;void setHour(int h)hour = h;void setMinute(int m)minute = m;void setSecond(int s)second = s;void display()cout hour : minute : second endl;void main()Time t;t.display();t.setHour(13);t.setMinute(15);t.setSecond(30);t.display();6设计一个学生类student ，它具有的私有数据成员是：注册号、姓名、数学、英语、计算机成绩；具有的

23、公有成员函数是：求三门课总成绩的函数 sum；求三门课平均成绩的函数 average ；显示学生数据信息的函数 print ；获取学生注册号的函数 get_reg_num; 设置学生数据信息的函数 set_stu_inf 。编制主函数，说明一个 student 类对象的数组并进行全班学生信息的输入与设置，而后求出每一学生的总成绩、平均成绩、全班学生总成绩最高分、全班学生总平均分，并在输入一个注册号后，输出该学生有关的全部数据信息。#include#includeusing namespace std;class Studentprivate:int num;char name10;float

24、math;float english;float computer;public:void set_stu_inf(int n,char *ch,float m,float e,float c)num=n; strcpy(name,ch); math=m; english=e; computer=c;float sum()return (math+english+computer);float average()return (math+english+computer)/3;int get_reg_num()return num;void print()cout 学号： numendl 姓名

25、 nameendl 数学： mathendl 英语： englishendl 计算机： computerendl 总分： sum()endl 平均分： average()endl;void main()Student stu50;int i,q,a,z,x,max=0,aver=0; /i/ 成绩；为循环变量，q：学号； a：数学z ：英语成绩；x ：计算机成绩int count = 0; /表示学生人数char* we=new char10;/输入学生信息for(;)cout请输入学生的学号、姓名、数学成绩、英语成绩、计算机成绩：( 若输入的学号为0 则表示退出) qweazx;if (q

26、 =0 )break;stucount+.set_stu_inf(q,we,a,z,x);if(maxa+z+x);else max=a+z+x;aver+=(a+z+x);/ 输出所有学生信息cout 学生信息为： endlendl;for( i = 0; i count; i+)stui.print();coutendl;cout 全班学生总成绩最高分为maxendl 全班学生总平均分为aver/3endlendl;cout 请输入要查的学生的学号:q;for( i = 0; i count; i+)if (q=stui.get_reg_num()cout 此学生信息为：endl;stui

27、print();break;if (i=count)cout 查无此人 endl;7. 模拟栈模型的操作，考虑顺序栈和链栈两种形式。链栈 :#include class Stack/定义堆栈类struct Nodeint content;Node *next; *top;public:Stack() top = NULL; /构造函数的定义bool push(int i);/压栈成员函数的声明bool pop(int& i);/弹栈成员函数的声明;bool Stack:push(int i)/压栈成员函数的定义Node *p=new Node;if (p = NULL)cout conten

28、t = i;p-next = top;top = p;return true;bool Stack:pop(int& i)/弹栈成员函数的定义if (top = NULL)cout next;i = p-content;delete p;return true;void main()Stack st1,st2;/定义对象st1和st2int x;for(int i=1;i=5;i+)st1.push(i);st2.push(i);/压栈成员函数的调用压栈成员函数的调用coutstack1:endl;for(i=1;i=3;i+)st1.pop(x);/弹栈成员函数的调用coutxendl;st

29、1.push(20);for(i=1;i=4;i+)if(st1.pop(x)coutxendl;elsebreak;coutstack2:endl;while(st2.pop(x)coutxendl;顺序栈采用一维数组来实现。 （略）8. 写出下列程序的运行结果：Constructing 2211Constructing 2010display:2211display:2010Destructing2010Destructing2211第五章1 什么是类的继承与派生？继承性是面向对象程序设计的第二个重要特性，通过继承实现了数据抽象基础上的代码重用。 继承是对许多问题中分层特性的一种自然描述，

30、因而也是类的具体化和被重新利用的一种手段， 它所表达的就是一种对象类之间的相交关系。它使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。 继承所具有的作用有两个方面：一方面可以减少代码冗余； 另一方面可以通过协调性来减少相互之间的接口和界面。通过继承方式定义的子类也称为派生类。2 类的三种继承方式之间的区别是什么？类的继承方式有public （公有）继承、 protected （保护）继承和 private（私有）继承三种。对于不同的继承方式，会导致基类成员原来的访问属性在派生类中有所变化。表5.1 列出了不同继承方式下基类成员访问属性的变化情况。表 5.1不同继承方式下基类成员的访问属性访问属性

31、publicprotectedprivate继承方式publicpublicprotected不可访问的protectedprotectedprotected不可访问的privateprivateprivate不可访问的说明：该表第 1 列给出 3 种继承方式， 第 1 行给出基类成员的3 种访问属性。 其余单元格内容为基类成员在派生类中的访问属性。从表中可以看出：(1) 基类的私有成员在派生类中均是不可访问的，它只能由基类的成员访问。(2) 在公有继承方式下，基类中的公有成员和保护成员在派生类中的访问属性不变。(3) 在保护继承方式下，基类中的公有成员和保护成员在派生类中均为保护的。(4)

32、在私有继承方式下，基类中的公有成员和保护成员在派生类中均为私有的。需要注意的是：保护成员与私有成员唯一的不同是当发生派生后， 处在基类 protected 区的成员可被派生类直接访问， 而私有成员在派生类中是不可访问的。 在同一类中私有成员和保护成员的用法完全一样。3 派生类能否直接访问基类的私有成员？若否，应如何实现？派生类不能直接访问基类的私有成员。具体实现方式：(1)在类定义体中增加保护段为了便于派生类的访问， 可以将基类私有成员中需提供给派生类访问的部分定义为保护段成员。保护段成员可以被它的派生类访问，但是对于外界是隐藏起来的。这样，既方便了派生类的访问，又禁止外界对它的派生类访问。这

33、种方式的缺点是在公有派生的情况下， 如果把成员设为保护访问控制， 则为外界访问基类的保护段成员提供了机会，而三种派生方式，我们经常使用的是公有派生。(2) 将需访问基类私有成员的派生类成员函数声明为基类的友元这样派生类中的其它成员函数均无权访问它，外界不可能通过派生新类来达到访问基类私有成员的目的。4 派生类构造函数和析构函数的执行顺序是怎样的？在多继承中，派生类构造函数和析构函数的执行顺序又是怎样的？构造函数的执行顺序：先祖先( 基类 ) 、再客人 ( 对象成员 ) ，后自己析构函数的执行顺序和构造函数正好严格相反：先自己( 派生类本身员 ) ，后祖先 ( 基类 ) 。( 派生类本身) ，再

34、客人) 。( 对象成在多个基类之间严格按照派生类定义时从左到右的顺序来排列先后。顺序刚好与构造函数的相反。而析构函数的调用5 派生类的构造函数和析构函数的作用是什么？在下面两种情况下，必须定义派生类的构造函数：派生类本身需要构造函数；在定义派生类对象时，其相应的基类对象需调用带有参数的构造函数。派生类对象的初始化也是通过派生类的构造函数实现的。具体来说， 就是对该类的数据成员赋初值。派生类析构函数的功能与没有继承关系的类中析构函数的功能一样，也是在对象消亡之前进行一些必要的清理工作。6 多继承一般应用在哪些场合？对于多重继承， 派生类可以有多个直接基类。这时的派生类同时得到了多个已有类的特征。

35、7 在类的派生中为何引入虚基类？在含有虚基类的派生类中，当创建它的对象时，构造函数的执行顺序如何？当在多条继承路径上有一个公共的基类，在这些路径中的某几条路径汇合处，这个公共的基类就会产生多个实例（或多个副本），若想只保存这个基类的一个实例，可以将这个公共基类说明为虚基类。从基类派生新类时，使用关键字 virtual 可以将基类说明成虚基类。在多个基类之间严格按照派生类定义时从左到右的顺序来排列先后。而析构函数的调用顺序刚好与构造函数的相反。如果基类中有虚基类，则构造函数的调用顺序采用下列规则：(1) 虚基类的构造函数在非虚基类之前调用。(2) 若同一层次中包含多个虚基类，这些虚基类的构造函数

36、按照他们说明的次序调用；(3) 若虚基类由非虚基类派生而来， 则仍然先调用基类构造函数， 再调用派生类的构造函数。特别需要注意， 当一个派生类同时有多个基类时， 对于所有需要给予参数进行初始化的基类，都要显式给出基类名和参数表。对于使用默认构造函数的基类，可以不给出类名。同样，对于对象成员，如果是使用默认构造函数，也不需要写出对象名和参数表。而对于单继承，就只需要写一个基类名就可以了。8 设计一个大学的类系统，学校中有学生、教师、职员，每种人员都有自己的特性，他们之间又有相同的地方。利用继承机制定义这个系统中的各个类及类上必须的操作。参考程序：#include #include class P

37、ersonprotected:char m_strName10;int m_nSex;int m_nAge;public:Person(char *name,int age,char sex)strcpy(m_strName, name);m_nSex= (sex=m?0:1 );m_nAge = age;void setName(char *name)strcpy(m_strName, name);void setSex(int sex)m_nSex= (sex=m?0:1 );void setAge(int age)m_nAge = age;char * getName()r eturn m_strName;int getAge()r eturn m_nAge;int getSex()r eturn m_n