AI 助理
文档备案控制台
开发者社区 开发与运维 文章 正文

《C++语言基础》实践参考——点、圆的关系

2015-05-19 1340
版权
版权声明：
本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《 阿里云开发者社区用户服务协议》和 《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写 侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。
简介： 返回：贺老师课程教学链接  项目要求【项目4 - 点、圆的关系】（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)；（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员(半径)，基类的成员表示圆心；（3）编写上述两类中的构造、析构函数及必要运算符重载函数（本项目主要是输入输出）；（4）定义友元函数int locate，判断点p与圆的位置关系（返回值<

返回：贺老师课程教学链接  项目要求


【项目4 - 点、圆的关系】
（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)；
（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员(半径)，基类的成员表示圆心；
（3）编写上述两类中的构造、析构函数及必要运算符重载函数（本项目主要是输入输出）；
（4）定义友元函数int locate，判断点p与圆的位置关系（返回值<0圆内，==0圆上，>0 圆外）； 
int main( )
{
	Circle c1(3,2,4),c2(4,5,5);      //c2应该大于c1
	Point p1(1,1),p2(3,-2),p3(7,3);  //分别位于c1内、上、外


	cout<<"圆c1: "<<c1;
 
	cout<<"点p1: "<<p1;
	cout<<"点p1在圆c1之"<<((locate(p1, c1)>0)?"外":((locate(p1, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
 
	cout<<"点p2: "<<p2;
	cout<<"点p2在圆c1之"<<((locate(p2, c1)>0)?"外":((locate(p2, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
 
	cout<<"点p3: "<<p3;
	cout<<"点p3在圆c1之"<<((locate(p3, c1)>0)?"外":((locate(p3, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
	return 0;
}
[参考解答] 
#include <iostream>
#include<Cmath>
using namespace std;
class Point
{
public:
    Point(double a=0,double b=0):x(a),y(b) {} //构造函数
    double distance(const Point &p) const;	//求距离
    friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
protected:	  //受保护成员
    double x,y;
};
 
double Point::distance(const Point &p) const	//求距离
{
    double dx = x-p.x;
    double dy = y-p.y;
    return sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
 
ostream & operator<<(ostream &output,const Point &p)
{
    output<<"["<<p.x<<","<<p.y<<"]"<<endl;
    return output;
}
 
class Circle:public Point //circle是Point类的公用派生类
{
public:
    Circle(double a=0,double b=0,double r=0) :Point(a,b),radius(r) { }; //构造函数
    friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
    friend int locate(const Point &p, const Circle &c); //判断点p在圆上、圆内或圆外，返回值：<0圆内，==0圆上，>0 圆外
protected:
    double radius;
};
 
//重载运算符“<<”，使之按规定的形式输出圆的信息
ostream &operator<<(ostream &output,const Circle &c)
{
    output<<"Center=["<<c.x<<", "<<c.y<<"], r="<<c.radius<<endl;
    return output;
}
 
//判断点p在圆内、圆c内或圆c外
int locate(const Point &p, const Circle &c)
{
    const Point cp(c.x,c.y); //圆心
    double d = cp.distance(p);
    if (abs(d - c.radius) < 1e-7)
        return 0;  //相等
    else if (d < c.radius)
        return -1;  //圆内
    else
        return 1;  //圆外
}
 
int main( )
{
    Circle c1(3,2,4);
    Point p1(1,1),p2(3,-2),p3(7,3);  //分别位于c1内、上、外
 
    cout<<"圆c1: "<<c1;
 
    cout<<"点p1: "<<p1;
    cout<<"点p1在圆c1之"<<((locate(p1, c1)>0)?"外":((locate(p1, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
 
    cout<<"点p2: "<<p2;
    cout<<"点p2在圆c1之"<<((locate(p2, c1)>0)?"外":((locate(p2, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
 
    cout<<"点p3: "<<p3;
    cout<<"点p3在圆c1之"<<((locate(p3, c1)>0)?"外":((locate(p3, c1)<0)?"内":"上"))<<endl;
    return 0;
}


（5）在圆类上重载关系运算符（6种），使之能够按圆的面积比较两个圆的大小。自编main函数完成测试。
[参考解答] 
#include <iostream>
#include<Cmath>
using namespace std;
class Point
{
public:
    Point(double a=0,double b=0):x(a),y(b) {}		//构造函数
protected:										 //受保护成员
    double x,y;
};

class Circle:public Point //circle是Point类的公用派生类
{
public:
    Circle(double a=0,double b=0,double r=0): Point(a,b),radius(r) { }//构造函数
    double area ( ) const; //计算圆面积
    friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
    //重载关系运算符运算符，使之能够按圆的面积比较两个圆的大小；
    bool operator>(const Circle &);
    bool operator<(const Circle &);
    bool operator>=(const Circle &);
    bool operator<=(const Circle &);
    bool operator==(const Circle &);
    bool operator!=(const Circle &);
protected:
    double radius;
};

//计算圆面积
double Circle::area( ) const
{
    return 3.14159*radius*radius;
}

//重载运算符“<<”，使之按规定的形式输出圆的信息
ostream &operator<<(ostream &output,const Circle &c)
{
    output<<"Center=["<<c.x<<", "<<c.y<<"], r="<<c.radius;
    return output;
}

//重载关系运算符（种）运算符，使之能够按圆的面积比较两个圆的大小；
bool Circle::operator>(const Circle &c)
{
    return (this->radius - c.radius) > 1e-7;
}

bool Circle::operator<(const Circle &c)
{
    return (c.radius - this->radius) > 1e-7;
}

bool Circle::operator>=(const Circle &c)
{
    return !(*this < c);
}

bool Circle::operator<=(const Circle &c)
{
    return !(*this > c);
}

bool Circle::operator==(const Circle &c)
{
    return abs(this->radius - c.radius) < 1e-7;
}

bool Circle::operator!=(const Circle &c)
{
    return abs(this->radius - c.radius) > 1e-7;
}

int main( )
{
    Circle c1(3,2,4),c2(4,5,5);      //c2应该大于c1
    cout<<"圆c1( "<<c1<<" )的面积是 "<<c1.area()<<endl;
    cout<<"圆c2( "<<c2<<" )的面积是 "<<c2.area()<<endl;
    cout<<"圆c1 ";
    if(c1>c2) cout<<"大于, ";
    if(c1<c2) cout<<"小于, ";
    if(c1>=c2) cout<<"大于等于, ";
    if(c1<=c2) cout<<"小于等于, ";
    if(c1==c2) cout<<"等于, ";
    if(c1!=c2) cout<<"不等于, ";
    cout<<"圆c2"<<endl;

    return 0;
}


（6）与圆心相连的直线：给定一点p，其与圆心相连成的直线，会和圆有两个交点，如图。在上面定义的Point(点)类和Circle(圆)类基础上，设计一种方案，输出这两点的坐标。
提示：

[参考解答]

方案1：用引用类型参数获得结果

#include <iostream>
#include<Cmath>
using namespace std;
class Circle;  //由于在Point中声明友元函数crossover_point中参数中用了Circle，需要提前声明
class Point
{
public:
    Point(double a=0,double b=0):x(a),y(b) {}		//构造函数
    friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
    friend void crossover_point(Point &p,Circle &c, Point &p1,Point &p2 ) ;  //求交点的友元函数
protected:										 //受保护成员
    double x,y;
};
ostream & operator<<(ostream &output,const Point &p)
{
    output<<"["<<p.x<<","<<p.y<<"]";
    return output;
}

class Circle:public Point //circle是Point类的公用派生类
{
public:
    Circle(double a=0,double b=0,double r=0):Point(a,b),radius(r) { } //构造函数
    friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
    friend void crossover_point(Point &p,Circle &c, Point &p1,Point &p2 ) ;  //求交点的友元函数
protected:
    double radius;
};

//重载运算符“<<”，使之按规定的形式输出圆的信息
ostream &operator<<(ostream &output,const Circle &c)
{
    output<<"Center=["<<c.x<<", "<<c.y<<"], r="<<c.radius;
    return output;
}

//给定一点p，求出该点与圆c的圆心相连成的直线与圆的两个交点p1和p2
//关键问题是求得的交点如何返回
//方案1：利用引用类型的形式参数，注意，下面的p1和p2将“带回”求得的结果
//crossover_point函数已经声明为Point和Circle类的友元函数，类中私有成员可以直接访问
void crossover_point(Point &p, Circle &c, Point &p1,Point &p2 )
{
    p1.x = (c.x + sqrt(c.radius*c.radius/(1+((c.y-p.y)/(c.x-p.x))*((c.y-p.y)/(c.x-p.x)))));
    p2.x = (c.x - sqrt(c.radius*c.radius/(1+((c.y-p.y)/(c.x-p.x))*((c.y-p.y)/(c.x-p.x)))));
    p1.y = (p.y + (p1.x -p.x)*(c.y-p.y)/(c.x-p.x));
    p2.y = (p.y + (p2.x -p.x)*(c.y-p.y)/(c.x-p.x));
}

int main( )
{
    Circle c1(3,2,4);
    Point p1(1,1),p2,p3;

    crossover_point(p1,c1, p2, p3);

    cout<<"点p1: "<<p1<<endl;
    cout<<"与圆c1: "<<c1<<endl;
    cout<<"的圆心相连，与圆交于两点，分别是："<<endl;
    cout<<"交点1: "<<p2<<endl;
    cout<<"交点2: "<<p3<<endl;
    return 0;
}

方案2：定义一个包含两个点的结构体，专门用于返回值（定义成类进行封装可能更好） 

#include <iostream>
#include<Cmath>
using namespace std;
class Circle;  //由于在Point中声明友元函数crossover_point中参数中用了Circle，需要提前声明
struct DoublePoint;  //也先声明，Point中声明友元函数crossover_point中要用到
class Point
{
public:
    Point(double a=0,double b=0):x(a),y(b) {}		//构造函数
    friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
    friend DoublePoint crossover_point(Point &p,Circle &c) ;  //求交点的友元函数
protected:										 //受保护成员
    double x,y;
};
ostream & operator<<(ostream &output,const Point &p)
{
    output<<"["<<p.x<<","<<p.y<<"]";
    return output;
}

class Circle:public Point //circle是Point类的公用派生类
{
public:
    Circle(double a=0,double b=0,double r=0):Point(a,b),radius(r) { } //构造函数
    friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
    friend DoublePoint crossover_point(Point &p,Circle &c) ;  //求交点的友元函数
protected:
    double radius;
};

//重载运算符“<<”，使之按规定的形式输出圆的信息
ostream &operator<<(ostream &output,const Circle &c)
{
    output<<"Center=["<<c.x<<", "<<c.y<<"], r="<<c.radius;
    return output;
}

struct DoublePoint   //专门用于返回值的结构体类型
{
    Point p1;
    Point p2;
};

//给定一点p，求出该点与圆c的圆心相连成的直线与圆的两个交点
//方案2：结果返回到DoublePoint类型的结构体中
//crossover_point函数已经声明为Point和Circle类的友元函数，类中私有成员可以直接访问
DoublePoint crossover_point(Point &p, Circle &c)
{
    DoublePoint pp;
    pp.p1.x = (c.x + sqrt(c.radius*c.radius/(1+((c.y-p.y)/(c.x-p.x))*((c.y-p.y)/(c.x-p.x)))));
    pp.p2.x = (c.x - sqrt(c.radius*c.radius/(1+((c.y-p.y)/(c.x-p.x))*((c.y-p.y)/(c.x-p.x)))));
    pp.p1.y = (p.y + (pp.p1.x -p.x)*(c.y-p.y)/(c.x-p.x));
    pp.p2.y = (p.y + (pp.p2.x -p.x)*(c.y-p.y)/(c.x-p.x));
    return pp;
}

int main( )
{
    Circle c1(3,2,4);
    Point p1(1,1);
    DoublePoint pp;

    pp = crossover_point(p1,c1);

    cout<<"点p1: "<<p1<<endl;
    cout<<"与圆c1: "<<c1<<endl;
    cout<<"的圆心相连，与圆交于两点，分别是："<<endl;
    cout<<"交点1: "<<pp.p1<<endl;
    cout<<"交点2: "<<pp.p2<<endl;
    return 0;
}



文章标签：
C++
关键词：
C++实践
C++语言基础
C++参考
C++语言基础实践参考
C++语言基础参考
贺利坚
目录
相关文章
陌陌谣
|
8月前
|
监控 算法 数据处理
基于 C++ 的 KD 树算法在监控局域网屏幕中的理论剖析与工程实践研究
本文探讨了KD树在局域网屏幕监控中的应用，通过C++实现其构建与查询功能，显著提升多维数据处理效率。KD树作为一种二叉空间划分结构，适用于屏幕图像特征匹配、异常画面检测及数据压缩传输优化等场景。相比传统方法，基于KD树的方案检索效率提升2-3个数量级，但高维数据退化和动态更新等问题仍需进一步研究。未来可通过融合其他数据结构、引入深度学习及开发增量式更新算法等方式优化性能。
陌陌谣
216 17
RossyYan
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算（头歌实践教学平台习题）【合集】
本关任务：编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧，祝你成功！​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念：初始化栈是为栈的使用做准备，包括分配内存空间（如果是动态分配）和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈，通常需要定义一个数组来存储栈元素，并设置一个变量来记录栈顶位置；对于链式栈，需要定义节点结构，包含数据域和指针域，同时初始化栈顶指针。 示例（顺序栈）： 以下是一个简单的顺序栈初始化示例，假设用C语言实现，栈中存储
RossyYan
574 77
RossyYan
|
存储 C++
【C++数据结构——树】哈夫曼树（头歌实践教学平台习题） 【合集】
【数据结构——树】哈夫曼树（头歌实践教学平台习题）【合集】目录 任务描述 相关知识 测试说明 我的通关代码： 测试结果：任务描述 本关任务：编写一个程序构建哈夫曼树和生成哈夫曼编码。 相关知识 为了完成本关任务，你需要掌握： 1.如何构建哈夫曼树， 2.如何生成哈夫曼编码。 测试说明 平台会对你编写的代码进行测试： 测试输入： 1192677541518462450242195190181174157138124123 (用户分别输入所列单词的频度） 预
RossyYan
469 14
【C++数据结构——树】哈夫曼树（头歌实践教学平台习题） 【合集】
RossyYan
|
C++ 芯片
【C++面向对象——类与对象】Computer类（头歌实践教学平台习题）【合集】
声明一个简单的Computer类，含有数据成员芯片（cpu）、内存（ram）、光驱（cdrom）等等，以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制，用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示，在右侧编辑器补充代码，平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类（继承该类的子类）中访问。成员，在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务，你需要掌握。
RossyYan
267 19
RossyYan
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++面向对象——类与对象】CPU类（头歌实践教学平台习题）【合集】
声明一个CPU类，包含等级（rank）、频率（frequency）、电压（voltage）等属性，以及两个公有成员函数run、stop。根据提示，在右侧编辑器补充代码，平台会对你编写的代码进行测试。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中，类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员，包括数据成员（变量）和成员函数（方法）。一个简单的类声明示例如下： classMyClass{ public: int
RossyYan
466 13
RossyYan
|
Java C++
【C++数据结构——树】二叉树的基本运算（头歌实践教学平台习题）【合集】
本关任务：编写一个程序实现二叉树的基本运算。​ 相关知识 创建二叉树 销毁二叉树 查找结点 求二叉树的高度 输出二叉树 //二叉树节点结构体定义 structTreeNode{ intval; TreeNode*left; TreeNode*right; TreeNode(intx):val(x),left(NULL),right(NULL){} }; 创建二叉树 //创建二叉树函数（简单示例，手动构建） TreeNode*create
RossyYan
386 12
RossyYan
|
C++
【C++数据结构——树】二叉树的性质（头歌实践教学平台习题）【合集】
本文档介绍了如何根据二叉树的括号表示串创建二叉树，并计算其结点个数、叶子结点个数、某结点的层次和二叉树的宽度。主要内容包括： 1. **定义二叉树节点结构体**：定义了包含节点值、左子节点指针和右子节点指针的结构体。 2. **实现构建二叉树的函数**：通过解析括号表示串，递归地构建二叉树的各个节点及其子树。 3. **使用示例**：展示了如何调用 `buildTree` 函数构建二叉树并进行简单验证。 4. **计算二叉树属性**： - 计算二叉树节点个数。 - 计算二叉树叶子节点个数。 - 计算某节点的层次。 - 计算二叉树的宽度。 最后，提供了测试说明及通关代
RossyYan
206 10
RossyYan
|
算法 C++
【C++数据结构——图】最小生成树（头歌实践教学平台习题） 【合集】
【数据结构——图】最小生成树（头歌实践教学平台习题）目录 任务描述 相关知识 测试说明 我的通关代码: 测试结果：【合集】任务描述 本关任务：编写一个程序求图的最小生成树。相关知识 为了完成本关任务，你需要掌握：1.建立邻接矩阵，2.Prim算法。建立邻接矩阵 上述带权无向图对应的二维数组，根据它建立邻接矩阵，如图1建立下列邻接矩阵。注意：INF表示无穷大，表示整数：32767 intA[MAXV][MAXV];Prim算法 普里姆(Prim)算法是一种构造性算法，从候选边中挑
RossyYan
178 10
RossyYan
|
存储 算法 C++
【C++数据结构——图】图的邻接矩阵和邻接表的存储（头歌实践教学平台习题）【合集】
本任务要求编写程序实现图的邻接矩阵和邻接表的存储。需掌握带权有向图、图的邻接矩阵及邻接表的概念。邻接矩阵用于表示顶点间的连接关系，邻接表则通过链表结构存储图信息。测试输入为图的顶点数、边数及邻接矩阵，预期输出为Prim算法求解结果。通关代码提供了完整的C++实现，包括输入、构建和打印邻接矩阵与邻接表的功能。
RossyYan
604 10
RossyYan
|
C++
【C++数据结构——栈和队列】括号配对（头歌实践教学平台习题）【合集】
【数据结构——栈和队列】括号配对（头歌实践教学平台习题）【合集】（1）遇到左括号：进栈Push()（2）遇到右括号：若栈顶元素为左括号，则出栈Pop()；否则返回false。（3）当遍历表达式结束，且栈为空时，则返回true，否则返回false。本关任务：编写一个程序利用栈判断左、右圆括号是否配对。为了完成本关任务，你需要掌握：栈对括号的处理。（1）遇到左括号：进栈Push()开始你的任务吧，祝你成功！测试输入：(()))
RossyYan
284 7