2013级C++第14周(春)项目——多态性、虚函数和抽象类

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第一部分 阅读程序
1、阅读、改动和执行关于交通工具类的程序，回答问题，以理解相关技术方法
（1）请写出程序的执行结果，并在上机时对比理解

#include <iostream>
using namespace std;
class Vehicle  //交通工具
{
public:
    void run() const
    {
        cout << "run a vehicle. "<<endl;
    }
};
class Car: public Vehicle  //汽车
{
public:
    void run() const
    {
        cout << "run a car. "<<endl;
    }
};
class Airplane: public Vehicle  //飞机
{
public:
    void run() const
    {
        cout << "run a airplane. "<<endl;
    }
};
int main()
{
    cout<<"(a) 直接用对象訪问成员函数: "<<endl;
    Vehicle v;
    v.run();
    Car car;
    Airplane airplane;
    car.run();
    airplane.run();
    cout<<"(b)用指向基类的指针訪问成员函数: "<<endl;
    Vehicle *vp;
    vp=&car;
    vp->run();
    vp=&airplane;
    vp->run();
    return 0;
}

请回答：当基类的指针指向派生类时。用指针调用同名成员函数，执行的是基类的成员函数，还是派生类的成员函数？为什么会这样？

（2）假设将Vehicle类的定义改动为虚函数。其余不变。请写出程序的执行结果，并在上机时对比理解

class Vehicle {
public:
    virtual void run() const { cout << "run a vehicle. "<<endl; } //(2) run()为虚函数
};

请回答：当基类的指针指向派生类时，用指针调用同名虚成员函数，执行的是基类的成员函数，还是派生类的成员函数？为什么会这样？什么是多态性？请结合本例的执行结果说明。

（3）假设将Vehicle类的定义改动为纯虚函数，找出main()函数中将使编译出错的行删除（或改为凝视）。请写出程序的执行结果。并在上机时对比理解

class Vehicle{
public:
    virtual void run() const = 0; //(3) run()为纯虚函数。const意指其为常成员函数。并不是纯虚函数之必要
}; 

请回答：当基类同名成员函数定义为纯虚函数后，发生了什么现象？为什么会这样？

（4）提交博文，记录实验过程和结果，用自己的话回答上面提出的问题，概括你对虚函数、多态性和抽象类的理解。——不要忽视回答问题，写出来，你会更明确。

2、阅读以下的程序，并写出执行结果
（1）

#include <iostream>
using namespace std;
class BASE
{
private:
    char c;
public:
    BASE(char n):c(n) {}
    virtual ~BASE()
    {
        cout<<c;
    }
};

class DERIVED:public BASE{
private:
    char c;
public:
    DERIVED(char n):BASE(n+1),c(n) {}
    ~DERIVED()
    {
        cout<<c;
    }
};
int main(){
    DERIVED d('X');
    return 0;
}  

（2）

#include <iostream>
using namespace std;
class Mammal
{
public:
  Mammal( ){
    cout<<"Mammal constructor called."<<endl;
  }
  virtual ~Mammal(){
    cout<<"Mammal destructor called."<<endl;
  }
  virtual void Speak() const{
    cout<<"Mammal speak."<<endl;
  }
};

class Dog : public Mammal{
public:
  Dog(){
    cout<<"Dog constructor called."<<endl;
  }
  ~Dog(){
    cout<<"Dog destructor called."<<endl;
  }
  void Speak() const{
    cout<<"Woof!"<<endl;
  }
};
int main(){
  Mammal *p=new Dog;
  p->Speak();
  delete p;
  return 0;
}

第二部分 实践项目
【项目1-动物这样叫】以下是给出的基类Animal声明和main()函数。

class Animal
{
public:
  virtual void cry()
    {
      cout<<"不知哪种动物，让我怎样学叫？"<<endl;
    }
};

int main( ){
    Animal *p;
    p = new Animal();
    p->cry();
    Mouse m1("Jerry",'m');
    p=&m1;
    p->cry();
    Mouse m2("Jemmy",'f');
    p=&m2;
    p->cry();
    Cat c1("Tom");
    p=&c1;
    p->cry();
    Dog d1("Droopy");
    p=&d1;
    p->cry();
    Giraffe g1("Gill",'m');
    p=&g1;
    p->cry();
    return 0;
}

　　程序的执行结果将是：

　　1、依据给出的main()函数和执行结果的提示，设计出相关的各个类。注意观察执行结果。提取出每个类中须要的数据成员，并匹配上须要的成员函数。

　　2、显然，Animal设计为抽象类更合适，Animal不须要可以实例化，是专门作基类使用的。

改造程序，使Animal设计为抽象类，这时main()函数中p = new Animal();将出错。将此行删除。
　　3、每个Animal的派生类都有一个“名字”数据成员，这个成员设置为基类Animal的成员更好。改造上面的程序，将“名字”成员作为抽象类Animal数据成员被各派生类使用。
　　
【项目2-形状类族的中的纯虚函数】写一个程序，定义抽象基类Shape。由它派生出3个派生类，Circle（圆形）、Rectangle（矩形）、Triangle（三角形）。用例如以下的main()函数，求出定义的几个几何体的面积和。

int main()
{
    Circle c1(12.6),c2(4.9);//建立Circle类对象c1,c2,參数为圆半径
    Rectangle r1(4.5,8.4),r2(5.0,2.5);//建立Rectangle类对象r1,r2,參数为矩形长、宽
    Triangle t1(4.5,8.4),t2(3.4,2.8); //建立Triangle类对象t1,t2，參数为三角形底边长与高
    Shape *pt[6]= {&c1,&c2,&r1,&r2,&t1,&t2}; //定义基类指针数组pt，使它每个元素指向一个派生类对象
    double areas=0.0; //areas为总面积
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
        areas=areas + pt[i]->area();
    }
    cout<<"totol of all areas="<<areas<<endl;   //输出总面积
    return 0;
}

【项目2-平面面积OJ版】请到烟大OJ平台（202.194.119.110）中，完毕编号为2478的题目。

【项目3-立体类族共同拥有的抽象类】设计一个抽象类CSolid。含实用于求表面积及体积的两个纯虚函数。设计派生类CCube、CBall、CCylinder。分别表示正方体、球体及圆柱体。

在main()函数中。定义CSolid *p;（p是指向基类的指针，且这个基类是个抽象类）。要求利用这个p指针，可以求出正方体、球体及圆柱体对象的表面积及体积。

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