《面向对象程序设计实验》课程教学大纲.docx

《面向对象程序设计实验》教学大纲
一、课程基本信息课程代码：05110123
课程名称：面向对象程序设计课程英文名称：Object-Oriented Programming
课程所属单位：计算机与信息工程系计算机科学与技术教研室课程面向专业：计算机科学与技术本科，信息管理与信息系统本科
课程类型：必修课先修课程：计算机导论、C语言程序设计
学分：3.0实验学时：16
应开实验工程个数：8二、课程性质与目的
《面向对象程序设计》是计算机科学与技术专业学生的一门必修课程。面向对象软件开发方法是吸 收了软件工程领域有益的概念和有效的方法而开展起来的一种软件开发方法。它集抽象性、封装性、继 承性和多态性于一体，可以帮助人们开发出模块化、数据抽象程度高的、能表达信息隐蔽、可复用、易 修改、易扩充等特性的程序。
本课程主要介绍面向对象程序设计的方法和C++语言的基本概念，以C++语言中的面向对象机制为 主。学习者在学习过程中可以通过大量的程序实例和相关练习，逐步掌握C++的面向过程和面向对象的 功能，从而掌握面向对象程序设计的基本知识和基本技能。
三、课程内容与要求
注意自始至终贯彻课程中所介绍的程序设计风格，养成良好的编程习惯。学生应独立完成所布置习 题。为保证尽量在统一安排的上机时间内编译运行通过程序，学生应事先设计好程序。
(1) Visual C++6.0开发环境应用入门一、实验目的：
1、了解 VisualC++6.0 的特点。
2、熟悉Visual C++6.0的开发环境。
3、学习用Visual C++6.0编写标准的C++控制台程序。
二、实验内容：
使用Visual C++6.0建立一个非图形化的标准C++程序，编译、运行教材中的例2-1。
三、实验难点：
由于学生以前学习C语言时，使用的编程环境是Turbo C,所以对Visual C++6.0多文件形式的应用 程序结构很不适应。本次实验的目的就是使同学们熟悉Visual C++6.0的开发环境，为以后的实验打好基 础。
（2）类与对象一、实验目的：
1、握类的定义和使用。
2、掌握类的定义和对象的声明。
3、复习具有不同访问属性的成员的访问方式。
4、观察构造函数和析构函数的执行过程。
5、学习类的聚集的使用方法。
6、使用Visual C++6.0中的调试功能观察程序流程，跟踪观察类的构造函数、析构函数、成员函数 的执行顺序二、实验内容：
1、一个CPU类,包含等级（rank）、频率（frequency）、电压（voltage）等属性，有两个共有的成员 函数 run、stop,其中，rank 为枚举类型 CPU_Rank,定义为 enum CPU_Rank{Pl=l, P2,P3,P4,P5,P6,P7}, frequency为单位是MHz的整型数，voltage为浮点型的电压值。观察构造函数和析构函数的调用顺 序。
2、一个简单的Computer类，有数据成员芯片（cpu）、内存（ram）、光驱（cdrom）等等，有两个共 有的成员函数run、stop<, Cpu为CPU类的一个对象jam为RAM类的一个对象,cdrom为CDROM类 的一个对象,定义并实现这个类.
3、（选做）设计一个用于人事管理的类People （人员）.考虑到通用性,这里只抽象出所有类型人员 都具有的属性:number （编号）、sex （性别）、birthday （出生口期）、id （身份证号）等等。 其中“出生日期”定义为一个“日期”类的内嵌子对象。用成员函数实现对人员信息的录入和显示。 要求包括：构造函数和析构函数、拷贝构造函数、内联成员函数、聚集。
三、实验难点：
聚集类对象的构造和析构顺序。
（3）C++程序的结构一、实验目的：
1、解程序运行中变量的作用域、生存期和可见性。
2、习类的静态成员的使用。
3、学习多文件结构在C++程序中的使用。
二、实验内容：
1、运行实验教材中实验5给出的程序Iab5_l.cpp,观察变量x、y的值。
2、实现客户机（CLIENT）类。定义字符型静态数据成员ServerName,保存其服务器名称；整型静态 数据成员ClientNum,记录已定义的客户数量；定义静态函数ChangServerName （）改变服务器名 称。在头文件client.h中定义（声明）类,在文件client.cpp中实现类,在文件test.cpp中测试类， 观察相应的成员变量取值的变化情况。
三、实验难点：
类的静态成员的使用，应用程序的多文件结构以及预编译指令的使用为本次实验的难点，在实 验前后要重点加以讲解。
（4）数组、指针与字符串一、实验目的：
4、习使用数组。
5、习字符串数据的组织和处理。
6、习标准C++库的使用。
4、掌握指针的使用方法。
5、练习通过调试观察指针的内容极其所指的对象的内容。
6、练习通过动态内存分配实现动态数组，并体会指针在其中的作用。
7、分别使用字符数组和标准C++库的string类练习处理字符串的方法。
二、实验内容：
1、写并测试3X3矩阵转置函数，使用数组保存3X3矩阵。
2、用动态内存分配生成动态数组重新完成上题，使用指针完成函数的功能。
3、程实现两个字符串的连接。使用字符数组保存字符串，不使用系统函数。
4、用string类定义字符串对象，重新实现上一小题。
5、义一个Employee类，其中包括姓名、街道地址、城市和 等属性，以及chang_name () 和display ()等函数。display ()显示姓名、街道地址、城市和 等属性，chang_name ()改变 对象的姓名属性。实现并测试这个类。
6、义包含5个元素的对象数组，每个元素都是Employee类型的对象。
7、(选做)修改实验4中的选做实验中的people类。具有如下属性：姓名char name[ll]、编 号char number。、性别char sex[3]、生日birthday、身份证号char id[16]。其中,出生日期定义为一 个“口期”类的内嵌对象。用成员函数实现对人员信息的录入和显示。要求包括：构造函数和析构 函数、拷贝构造函数、内联成员函数、聚集。在测试程序中定义people类的对象数组，录入数据并 显示。
I. 三、实验难点：
多维数组的定义与使用、指针的定义与使用以及对象数组的定义与使用是本次实验的重点和难 点，要在实验前后着重阐述。
(5)继承与派生一、实验目的：
1、习定义和使用类的继承关系，定义派生类。
2、悉不同继承方式下对基类成员的访问控制。
3、学习利用虚基类解决二义性问题。
二、实验内容：
1、定义一个基类Animal,有私有整形成员变量age,构造其派生类dog,在其成员函数SetAge (int n)中直接给age赋值，看看会有什么问题，把age该为共有成员变量，还会有问题吗？
2^个基类BaseClass,有整型成员变量Number,构造其派生类DerivedClass,观察构造函数和析构 函数的执行情况。
3^ 定义一个车(vehicl)基类，具有MaxSpeed> Weight等成员变量，run、stop等成员函数，由 此派生出自行车(bicycle)类、汽车(motorcar)类。自行车(bicycle)类有高度(Height)等属性,汽 车(motorcar)类有座位数(SeatNum)等属性。从bicycle和motorcar派生出摩托车(motorcycle)类， 在继承过程中，注意把vehicl设置为虚基类。否那么会有什么问题？
4、 选做)从实验6中的people类派生出student (学生)类，添加属性:班号char classNO[7];从 people 类派生出 teacher （教师）类，添加属性:职务 char principalship（ll）^ 部门 char departmental］。 从student （学生）类中派生出graduate （研究生）类，添加属性:专业charsubject［21］、导师char teacher adviser；从graduate （研究生）和teacher （教师）类派生出TA （助教生）类，注意虚基类的使用。重 载相应的成员函数，测试这些类。
三、实验难点：
在不同继承方式下对基类成员的访问控制和使用虚基类解决多重继承的二义性问题为本次实验的 重点和难点，要在实验前后着重阐述。
（6）多态性一、实验目的：
1、握运算符重载的方法。
2、学习使用虚函实现动态多态性。
二、实验内容：
3、义Point类，有坐标_x,_y两个成员变量；对Point类重载运算符，实现对坐标的改变。
4、义一个车（vehicl）基类，有run、stop等成员函数，由此派生出自行车（bicycle）类、汽车（motorcar） 类;从bicycle和motorcar派生出摩托车（motorcycle）类，它们都有run、stop等成员函数。观察虚函 数的作用。
5、选做）对实验6中的people类重载“==”运算符和“=”运算符，“==”运算符判断两个people 类对象的id属性是否相等；“=”运算符实现people类对象的赋值操作。
三、实验难点：
运算符重载和使用虚函实现动态多态性为本次实验的重点和难点，要在实验前后着重阐述。
四、学时分配实验学时分配表
序 号
实验工程（或内容）名称
实验 学时
实验类型
每组 实验 人数
说
明
验证性
设计性
综合性
其它
1
Visual C++6.0开发环境应用入门
2
V

1

2
类与对象
2

V
1

3
C++程序的结构
2

V
1

4
数组、指针与字符串
2

V
1

5
继承与派生
2

1

6
多态性
2

J

V
1

小计
12

五、教学方法与教学要求
注意自始至终贯彻课程中所介绍的程序设计风格，养成良好的编程习惯。学生应独立完成所布置习 题。为保证尽量在统一安排的上机时间内编译运行通过程序，学生应事先设计好程序。
六、课程考核方法
该门课程的实验局部不进行笔试，通过学生上机以及所交实验报告给出成绩，并且占该门课程总平 成绩的40%o 七、实验教材与参考资料
1. 《C++面向对象程序设计实验指导书》清华大学出版社2001
2. The C++ Programming Language, Special Edition 机械工业出版社 2004
3. C++ Primer Third Edition 中国电力出版社 2004