第10周-任务3-由点到圆再到圆柱体

【题目】

（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)；

（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(高)。

要求编写程序，设计出各类中基本的成员函数（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），使之能用于处理以上类对象，最后求出圆格柱体的表面积、体积并输出。

（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）

【分析】关键是搞清楚各个类的继承和不同种类的几何体间的关系。要描述圆，需要指出其圆心和半径，圆心是一个点。当以Point为基类，派生出一个Circle(圆)类时（本题第2个要求），就可以将来自基类的数据成员（对点的描述）作为对圆心的描述，只增加描述半径的数据成员即可。同样的道理，以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类时（本题目第3个要求），基类描述的圆是圆柱的圆截面，只增加“高”属性即可。

下面的解答分三个步骤完成，认真体会这种解题的思路。当面临的问题中需要定义多个类时，一个一个做，随做随测试。在严密分析的基础上，当类之间存在继承关系时，先实现基类，再实现派生类。

【参考解答】

一、实现基类Point类及用于测试的main()函数

#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; 
	system("pause");
	return 0;
}

#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;     
	system("pause");
	return 0;
}

#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;        
	system("pause");
	return 0;
}