《C++语言基础》实践项目——深复制、友元、模板

【项目1-深复制体验】
（1）阅读下面的程序，补足未完成的注释

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
class A
{
private:
    char *a;
public:
    A(char *aa)
    {
        a = new char[strlen(aa)+1];  //（a）这样处理的意义在于：______________________________
        strcpy(a, aa);  //（b）数据成员a与形式参数aa的关系：___________________________________
    }
    ~A()
    {
        delete []a;   //（c）这样处理的意义在于：  ___________________________________________
    }
    void output()
    {
        cout<<a<<endl;
    }
};
int main(){
    A a("good morning, code monkeys!");
    a.output();
    A b("good afternoon, codes!");
    b.output();
    return 0;
}

（2）将注释（a）所在的那一行去掉，会出现什么现象？为什么？为什么a数据成员所占用的存储空间要在aa长度基础上加1？若指针a不是指向字符（即不作为字符串的地址），是否有必要加1？
（3）为类A增加复制构造函数，用下面的main函数测试

int main()
{
    A a("good morning, code monkeys!");
    a.output();
    A b(a);
    b.output();
    return 0;
}

[ 参考解答]

【项目2-我的数组类】
下面的程序，因为存在指针类型的数据成员，需要能完成深复制的构造函数。请补充完整构造函数和析构函数（其他不必动）。其中，构造函数要完成下面三个任务：
（1）为各成员函数赋值，按照深复制原则，其中arrayAddr应该是为保存数据新分配的连续空间的首地址；
（2）MyArray(int *a, int n)中，要将a指向的数组中的数值，逐个地复制到新分配的arrayAddr指向的空间中；
（3）getMax( )函数采取的策略是直接返回max（所以，计算max的工作，由构造函数完成）

#include<iostream>
using namespace std;
class MyArray
{
private:
    int *arrayAddr; //保存一个有len个整型元素的数组的首地址
    int len;       //记录动态数组的长度
    int max;       //动态数组中的最大值（并非动态数组中必须要的数据成员）
public:
    MyArray(int *a, int n);
    ~MyArray();
    int getValue(int i);   //获得数组中下标为i的元素的值
    int getLen();          //返回数组长度
    int getMax( );         //返回数组中的最大值
};
int MyArray::getValue(int i){   //获得数组中下标为i的元素的值
    return arrayAddr[i];
}
int MyArray::getLen(){   //返回数组长度
    return len;
}
int MyArray::getMax( ) {  //返回数组中的最大值
    return max;
}
int main(){
    int b[10]= {75, 99, 90, 93, 38, 15, 5, 7, 52, 4};
    MyArray r1(b,10);
    cout<<"最大值："<<r1.getMax()<<endl;
    int c[15] = {18,68,10,52,3,19,12,100,56,96,95,97,1,4,93};
    MyArray r2(c,15);
    int i,s=0;
    for(i=0; i<r2.getLen(); i++)
        s+=r2.getValue(i);
    cout<<"所有元素的和为："<<s<<endl;
    return 0;
}

[ 参考解答]

【项目3-人数不定的工资类】
设计一个工资类(Salary)，其中的数据成员包括职工人数（number，人数不定）和number个职工的工资salary，要求输入职工工资并逐个输出。
提示：用固定大小的数组存储number个职工的工资，可能造成空间的浪费，也可能会由于空间不够而不能处理职工人数过多的应用。将salary声明为指针类型的成员，通过动态分配空间，分配正好大小的空间存储数据。

class Salary
{
public:
    Salary(int n);  //n为职工人数，初始化时完成空间的分配
    ~Salary();      //析构函数中释放初始化时分配的空间
    void input_salary();  
    void show_salary();
private:
    double *salary;
    int number;
};
//下面定义类的成员函数
……
//下面是测试函数
int main()
{
    Salary s(10);
    s.input_salary();
    s.show_salary();
    return 0;
}

[ 参考解答]

【项目4-成员函数、友元函数和一般函数有区别】
（1）阅读下面的程序，体会注释中的说明。

//例：使用成员函数、友元函数和一般函数的区别
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
    Time(int h,int m,int s):hour(h),minute(m),sec(s) {}
    void display1();    //display1是成员函数
    friend void display2(Time &);  //display2是友元函数
    int getHour(){return hour;}
    int getMinute(){return minute;}
    int getSec(){return sec;}
private:
    int hour;
    int minute;
    int sec;
};
void Time::display1()  //成员函数display1的实现，dispaly1前加Time::
{
    //以hour形式直接访问私有数据成员，实质是this->hour形式
    cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;
}
void display2(Time &t)  //友元函数dispaly2的实现，不加Time::，友元并不是类的成员
{
    //虽然不是类的成员函数，却可以用t.hour的形式直接访问私有数据成员——这就是友元
    cout<<t.hour<<":"<<t.minute<<":"<<t.sec<<endl;
}
void display3(Time &t)  //display3是一般函数，dispaly3前不加Time::
{
    //不能直接访问，只能用公共接口t.getHour()形式访问私有数据成员
    cout<<t.getHour()<<":"<<t.getMinute()<<":"<<t.getSec()<<endl;
}
int main()
{
    Time t1(10,13,56);
    t1.display1();  //成员函数这样调用：对象名.函数名()
    display2(t1);   //友员函数的调用和一般函数无异（但实现中可以不同）
    display3(t1);   //一般函数的调用
    return 0;
}

（2）模仿上面的示例，完成求点类中距离的任务。你需要实现求距离函数的三种版本：分别利用成员函数、友元函数和一般函数求两点间距离的函数，并设计main()函数完成测试。
提示：此项目和例子的区别在于“距离是一个点和另外一个点的距离”，不同版本在参数上有体现。三个版本建议分开测试，也可以如示例，放在一个程序中完成。
下面是点类的部分代码。

class CPoint  
{
private:  
    double x;  // 横坐标  
    double y;  // 纵坐标  
 public: 
    CPoint(double xx=0,double yy=0):x(xx),y(yy){}  
    ……//请继续写需要的代码
};

[ 参考解答]

【项目5-友元类】
定义下面两个类的成员函数（为体验友元类，实际上本例并不一定是一个好的设计，将两个类的合并为一个DateTime，日期、时间都处理更好）

class Date; //对Date类的提前引用声明
class Time
{
public:
    Time(int,int,int);
    void add_a_second(Date &);  //增加1秒，1秒后可能会到了下一天，乃到下一月、下一年
    void display(Date &);  //显示时间，格式：月/日/年 时:分:秒
private:
    int hour;
    int minute;
    int sec;
};


class Date
{
public:
    Date(int,int,int);
    friend class Time; //Time为Date的友元类
private:
    int month;
    int day;
    int year;
};

int main( )
{
    Time t1(23,59,32);
    Date d1(12,31,2013);   //测试时，再试试Date d1(2,28,2013)会如何
    for(int i=0; i<=100; i++)
    {
        t1.add_a_second(d1);
        t1.display(d1);
    }
    return 0;
}
//下面定义两个类中的成员函数，要求不得再增加成员函数
//注意体会在Time的成员函数中可以调用Date类的私有数据成员   

[ 参考解答]

【项目6-复数模板类】
    阅读教材例10.1。该例实现了一个复数类，但是美中不足的是，复数类的实部和虚部都固定只能是double型的。可以通过模板类的技术手段，设计Complex，使实部和虚部的类型为定义对象时指定的实际类型。
    （1）要求类成员函数在类外定义。
    （2）在此基础上，再实现减法、乘法和除法
    你可以使用的main()函数如下。

int main( )
{
    Complex<int> c1(3,4),c2(5,-10),c3;   //实部和虚部是int型
    c3=c1.complex_add(c2);
    cout<<"c1+c2=";
    c3.display( );
    Complex<double> c4(3.1,4.4),c5(5.34,-10.21),c6; //实部和虚部是double型
    c6=c4.complex_add(c5);
    cout<<"c4+c5=";
    c6.display( );
    //下面测试减法、乘法和除法
    ……
    return 0;
}

    （3）友元函数提供了一种非成员函数访问私有数据成员的途径，模板类使类中的数据成员的类型变得灵活，这两种技术可以结合起来用。要求在前面方案的基础上支持用友员函数实现的加法。用于测试的main()函数如下：

int main( )
{
    Complex<int> c1(3,4),c2(5,-10),c3;
    c3=c1.complex_add(c2);  //调用成员函数支持加法运算，有一个形参
    cout<<"c1+c2=";
    c3.display( );
    Complex<double> c4(3.1,4.4),c5(5.34,-10.21),c6;
    c6=c4.complex_add(c5);  //调用成员函数支持加法运算，有一个形参
    cout<<"c4+c5=";
    c6.display( );
    Complex<int> c7;
    c7=add_complex(c1,c2);  //调用友员函数支持加法运算，有两个形参
    cout<<"c1+c2=";
    c7.display( );
    Complex<double> c8;
    c8=add_complex(c4,c5);  //调用友员函数支持加法运算，有两个形参
    cout<<"c4+c5=";
    c8.display( );
    return 0;
}

[ 参考解答]