【项目4 - 类族的设计】
按以下的提示，由基类的设计和测试开始，逐渐地完成各个类的设计，求出圆格柱体的表面积、体积并输出并且完成要求的计算任务：
（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试；
（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员r(半径)，以及求面积的成员函数area，实现其他需要的成员函数，设计main函数完成测试；
（3）再以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类，再增加数据成员h(高)，，以及求圆柱表面积的成员函数area和求圆柱体积的成员函数volume，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试。
要求编写程序，设计出各类中“需要的成员函数”，包括构造函数、析构函数、修改数据成员和获取数据成员的公共接口、用于输出的重载运算符“<<”函数等。
（提示：此任务可以分为三个子任务分成若干步骤进行。先声明基类，再声明派生类，逐级进行，分步调试。——这种方法适用于做任何的项目）
按以下的提示，由基类的设计和测试开始，逐渐地完成各个类的设计，求出圆格柱体的表面积、体积并输出并且完成要求的计算任务：
（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试；
（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员r(半径)，以及求面积的成员函数area，实现其他需要的成员函数，设计main函数完成测试；
（3）再以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类，再增加数据成员h(高)，，以及求圆柱表面积的成员函数area和求圆柱体积的成员函数volume，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试。
要求编写程序，设计出各类中“需要的成员函数”，包括构造函数、析构函数、修改数据成员和获取数据成员的公共接口、用于输出的重载运算符“<<”函数等。
（提示：此任务可以分为三个子任务分成若干步骤进行。先声明基类，再声明派生类，逐级进行，分步调试。——这种方法适用于做任何的项目）
[参考解答]
（1）先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试；
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double x=0,double y=0); //构造函数
void setPoint(double,double); //设置坐标值
double getX( ) const {return x;} //读x坐标
double getY( ) const {return y;} //读y坐标
friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
protected: //受保护成员
double x,y;
};
//Point的构造函数
Point::Point(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
//设置x和y的坐标值
void Point::setPoint(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
ostream & operator<<(ostream &output,const Point &p)
{
output<<"["<<p.x<<","<<p.y<<"]"<<endl;
return output;
}
int main( )
{
Point p(3.5,6.4);
cout<<"x="<<p.getX( )<<",y="<<p.getY( )<<endl;
p.setPoint(8.5,6.8);
cout<<"p:"<<p<<endl;
return 0;
}
（2）以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员r(半径)，以及求面积的成员函数area，实现其他需要的成员函数，设计main函数完成测试；
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double x=0,double y=0); //构造函数
void setPoint(double,double); //设置坐标值
double getX( ) const {return x;} //读x坐标
double getY( ) const {return y;} //读y坐标
friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
protected: //受保护成员
double x,y;
};
//Point的构造函数
Point::Point(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
//设置x和y的坐标值
void Point::setPoint(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
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 x=0,double y=0,double r=0); //构造函数
void setRadius(double); //设置半径值
double getRadius( ) const; //读取半径值
double area ( ) const; //计算圆面积
friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
protected:
double radius;
};
//定义构造函数，对圆心坐标和半径初始化
Circle::Circle(double a,double b,double r):Point(a,b),radius(r){ }
//设置半径值
void Circle::setRadius(double r)
{
radius=r;
}
//读取半径值
double Circle::getRadius( ) const
{
return 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<<", area="<<c.area( )<<endl;
return output;
}
int main( )
{
Circle c(3.5,6.4,5.2);
cout<<"original circle:\nx="<<c.getX()<<", y="<<c.getY()<<", r="<<c.getRadius( ) <<", area="<<c.area( )<<endl;
c.setPoint(5,5);
cout<<"new circle:\n"<<c;
return 0;
}
（3）再以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类，再增加数据成员h(高)，，以及求圆柱表面积的成员函数area和求圆柱体积的成员函数volume，实现需要的成员函数，并设计main函数完成测试。
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double x=0,double y=0); //构造函数
void setPoint(double,double); //设置坐标值
double getX( ) const {return x;} //读x坐标
double getY( ) const {return y;} //读y坐标
friend ostream & operator<<(ostream &,const Point &);//重载运算符“<<”
protected: //受保护成员
double x,y;
};
//Point的构造函数
Point::Point(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
//设置x和y的坐标值
void Point::setPoint(double a,double b)
{
x=a;
y=b;
}
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 x=0,double y=0,double r=0); //构造函数
void setRadius(double); //设置半径值
double getRadius( ) const; //读取半径值
double area ( ) const; //计算圆面积
friend ostream &operator<<(ostream &,const Circle &);//重载运算符“<<”
protected:
double radius;
};
//定义构造函数，对圆心坐标和半径初始化
Circle::Circle(double a,double b,double r):Point(a,b),radius(r){ }
//设置半径值
void Circle::setRadius(double r)
{
radius=r;
}
//读取半径值
double Circle::getRadius( ) const
{
return 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<<", area="<<c.area( )<<endl;
return output;
}
class Cylinder:public Circle
{
public:
Cylinder (double x=0,double y=0,double r=0,double h=0);//构造函数
void setHeight(double); //设置圆柱高
double getHeight( ) const; //读取圆柱高
double area( ) const; //计算圆柱表面积
double volume( ) const; //计算圆柱体积
friend ostream& operator<<(ostream&,const Cylinder&);//重载运算符“<<”
protected:
double height; //圆柱高
};
//定义构造函数
Cylinder::Cylinder(double a,double b,double r,double h) :Circle(a,b,r),height(h){}
//设置圆柱高
void Cylinder::setHeight(double h)
{
height=h;
}
//读取圆柱高
double Cylinder::getHeight( ) const
{
return height;
}
//计算圆柱表面积
double Cylinder::area( ) const
{
return 2*Circle::area( )+2*3.14159*radius*height;
}
//计算圆柱体积
double Cylinder::volume() const
{
return Circle::area()*height;
}
//重载运算符“<<”
ostream &operator<<(ostream &output,const Cylinder& cy)
{
output<<"Center=["<<cy.x<<","<<cy.y<<"], r="<<cy.radius<<", h="<<cy.height
<<"\narea="<<cy.area( )<<", volume="<<cy.volume( )<<endl;
return output;
}
int main( )
{
Cylinder cy1(3.5,6.4,5.2,10);
cout<<"\noriginal cylinder:\nx="<<cy1.getX( )<<", y="<<cy1.getY( )<<", r="
<<cy1.getRadius( )<<", h="<<cy1.getHeight( )<<"\narea="<<cy1.area()
<<",volume="<<cy1.volume()<<endl;
cy1.setHeight(15);
cy1.setRadius(7.5);
cy1.setPoint(5,5);
cout<<"\nnew cylinder:\n"<<cy1;
return 0;
}
