C++实验5 运算符重载和多态性.docx
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实验5 运算符重载与多态性 班级 学号 姓名 郑成绩 一、实验目的 1.掌握用成员函数重载运算符的方法 2.掌握用友元函数重载运算符的方法 3.理解并掌握利用虚函数实现动态多态性和编写通用程序的方法 4.掌握纯虚函数和抽象类的使用 二、实验内容 1.复数类加减法乘除运算 (用成员函数定义运算符重载)。 复数类的定义: class complex //复数类声明 { public: //外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0) //构造函数 {real=r,imag=i;} complex operator +(complex c2); //运算符"+"重载成员函数 complex operator - (complex c2); //运算符"-"重载成员函数 complex operator *(complex ); //运算符"*"重载成员函数 complex operator /(complex); //运算符"/"重载成员函数 complex operator =(complex c2); //运算符"="重载成员函数 void display(); //输出复数 private: //私有数据成员 double real; //复数实部 double imag; //复数虚部 }; 实际程序: #include<iostream> using namespace std; class complex //复数类声明 { public: //外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0) //构造函数 {real=r,imag=i;} complex operator +(complex c2); //运算符"+"重载成员函数 complex operator - (complex c2); //运算符"-"重载成员函数 complex operator *(complex c2 ); //运算符"*"重载成员函数 complex operator /(complex c2); //运算符"/"重载成员函数 complex operator=(complex c2); //运算符"="重载成员函数 void display(); //输出复数 private: //私有数据成员 double real; //复数实部 double imag; //复数虚部 }; complex complex::operator+(complex c2) { double R=real+c2.real; double I=imag+c2.imag; return complex(R,I); } complex complex:: operator - (complex c2) { double R=real-c2.real; double I=imag-c2.imag; return complex(R,I); } complex complex::operator *(complex c2) { double R=real*c2.real-imag*c2.imag; double I=real*c2.imag+imag*c2.real; return complex(R,I); } complex complex::operator /(complex c2) { double R=(real*c2.real+imag*c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); double I=(imag*c2.real-real*c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); return complex(R,I); } complex complex::operator=(complex c2) { double R=c2.real; double I=c2.imag; return complex(R,I); } void complex::display() { cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; } void main() { complex c1(1,2); cout<<"c1="; c1.display(); complex c2(7,8); cout<<"c2="; c2.display(); complex c3(2.5,5); cout<<"c3="; c3.display(); complex c4(5.5,3); cout<<"c4="; c4.display(); complex c5=c1+c2; cout<<"c1+c2="; c5.display(); complex c6=c1-c3; cout<<"c1-c3="; c6.display(); complex c7=c1*c4; cout<<"c1*c4="; c7.display(); complex c8=c1/c2; cout<<"c1/c2="; c8.display(); complex c9=c4; cout<<"c9=c4="; c9.display(); } 2.复数类比较运算 (用友元函数定义运算重载)。 注意: 1)复数类比较运算按复数的模比较两个复数的大小。 2)复数相等判断当两个复数的实部和虚部都相等,两个复数才相等,否则不相等。 类的定义 class complex //复数类声明 { public: complex(double r=0.0,double i=0.0) {real=r;imag=i;} //构造函数 friend int operator> (complex c1,complex c2); //运算符">"重载友元函数 friend int operator>=(complex c1,complex c2); //运算符">="重载友元函数 friend int operator <(complex c1,complex c2); //运算符"<"重载友元函数 friend int operator<=(complex c1,complex c2); //运算符"<="重载友元函数 friend int operator ==(complex c1,complex c2); //运算符"=="重载友元函数 friend int operator !=(complex c1,complex c2); //运算符"!="重载友元函数 void display( ); //显示复数的值 private: //私有数据成员 double real; double imag; }; 实际程序: #include<iostream.h> #include<math.h> class complex //复数类声明 { public: complex(double r=0.0,double i=0.0) {real=r;imag=i;} //构造函数 friend int operator> (complex c1,complex c2); //运算符">"重载友元函数 friend int operator>=(complex c1,complex c2); //运算符">="重载友元函数 friend int operator <(complex c1,complex c2); //运算符"<"重载友元函数 friend int operator<=(complex c1,complex c2); //运算符"<="重载友元函数 friend int operator ==(complex c1,complex c2); //运算符"=="重载友元函数 friend int operator !=(complex c1,complex c2); //运算符"!="重载友元函数 void display( ); //显示复数的值 private: //私有数据成员 double real; double imag; }; int operator> (complex c1,complex c2) { double A=sqrt(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag); double B=sqrt(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); if (A>B) return 1; else return 0; } int operator>=(complex c1,complex c2) { double A=sqrt(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag); double B=sqrt(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); if (A>=B) return 2; else return 0; } int operator<(complex c1,complex c2) { double A=sqrt(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag); double B=sqrt(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); if (A<B) return -1; else return 0; } int operator<=(complex c1,complex c2) { double A=sqrt(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag); double B=sqrt(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); if (A<=B) return -1; else return 0; } int operator==(complex c1,complex c2) { if (c1.real==c2.real&&c1.imag==c2.imag) return 1; else return 0; } int operator!=(complex c1,complex c2) { double A=sqrt(c1.real*c1.real+c1.imag*c1.imag); double B=sqrt(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag); if (c1.real!=c2.real||c1.imag!=c2.imag||A!=B) return 1; else return 0; } void complex::display() { cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; } void main() { int a,b,c,d,e,f; complex d1(1,3),d2(1,3),d3(2,4),d4(2,9),d5(5,7),d6(1,2),d7(5,4); cout<<"d1=";d1.display(); cout<<"d2=";d2.display(); cout<<"d3=";d3.display(); cout<<"d4=";d4.display(); cout<<"d5=";d5.display(); cout<<"d6=";d6.display(); cout<<"d7=";d7.display(); a=d1>d2; b=d1>=d4; c=d1==d2; d=d1<d5; e=d1<=d6; f=d1!=d7; cout<<"d1>d3?"<<'\t'<<a<<endl; cout<<"d1>=d4?"<<'\t'<<b<<endl; cout<<"d1==d2?"<<'\t'<<c<<endl; cout<<"d1<d5?"<<'\t'<<d<<endl; cout<<"d1<=d6?"<<'\t'<<e<<endl; cout<<"d1!=d7?"<<'\t'<<f<<endl; } 3.利用虚函数实现的多态性来求四种几何图形的面积之和。这四种几何图形是:三角形、矩形、正方形和圆。几何图形的类型可以通过构造函数或通过成员函数来设置。 分析: 计算这四种几何图的面积公式分别是: 三角形的边长为W,高为H时,则三角形的面积为W* H/2;矩形的边长为W,宽为H时,则其面积为W* H;正方形的边长为S,则正方形的面积为S*S;圆的半径为R,其面积为 3.1415926 *R *R。 为设置几何图形的数据并求出几何图形的面积,需要定义一个包含两个虚函数的类: class Shape {public: virtual float Area( void) =0; //纯虚函数,求面积 virtual void show(void) =0; //纯虚函数,显示数据 }; 因面积的计算依赖于几何图形,故在类中只能定义一个纯虚函数Area。同理,设置输出数据的函数show也只能定义为纯虚函数。 把这个基类派生出其它几何图形类。如派生出的三角形类为: class Triangle:public Shape { float W,H; //三角形边长为W,高为H public: Triangle(float w=0,float h=0){ W=w; H = h; } float Area( void){ return W*H/2; } void show() { cout<<"\n三角形:"<<" 边长:"<<W<<" 高:"<<H<<" 三角形面积:"<<Area()<<endl; } }; 输出界面: #include<iostream> #include<cmath> using namespace std; #define PI 3.1415926 class Shape {public: virtual float Area( void) =0; //纯虚函数,求面积 virtual void show(void) =0; //纯虚函数,显示数据 }; class Triangle:public Shape { float W,H; //三角形边长为W,高为H public: Triangle(float w=0,float h=0){ W=w; H = h; } float Area( void){ return W*H/2; } void show() { cout<<"\n三角形:"<<" 边长:"<<W<<" 高:"<<H<<" 三角形面积:"<<Area()<<endl; } }; class Circle:public Shape { float R; public: Circle(float r=0){R=r;} float Area(){return R*R*PI;} void show() {cout<<"\n圆形:"<<" 半径:"<<R<<" 圆的面积:"<<Area()<<endl;} }; class Juxing:public Shape { float W,H; public: Juxing(float w=0,float h=0){ W=w; H = h; } float Area(){return W*H;} void show() {cout<<"\n矩形:"<<" 长:"<<W<<" 宽:"<<H<<" 矩形的面积:"<<Area()<<endl;} }; class Fangxing:public Shape { float S; public: Fangxing(float s=0){S=s;} float Area(){return S*S;} void show() {cout<<"\n正方形:"<<" 边长:"<<S<<" 矩形的面积:"<<Area()<<endl;} }; void main() { Triangle t1(4,5.3); t1.show(); Circle c1(3.99); c1.show(); Juxing j1(3.4,9.9); j1.show(); Fangxing f1(5); f1.show(); } 三、实验小结 在此次的实验中我掌握了成员函数和友元函数重载运算符的方法,并且理解了怎样利用虚函数实现动态多台性和编写通用程序的方法,还利用了纯虚函数和抽象类来解决了不同类型二维面的面积问题!这次实验把课上的理论在实践是实现,不在拘泥于书本上,更注重于动手!知识掌握的更牢固!此次实验是很成功的!- 配套讲稿:
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