第4章 类与对象.docx
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第4章类与对象
第4章 类与对象
4.1知识要点
1.1. 掌握类与对象的概念和定义方法,掌握类成员的访问属性。
2.2. 掌握构造函数的概念、定义方法和使用方法。
3.3. 掌握析构函数的概念、定义方法和使用方法。
4.4. 掌握拷贝构造函数的概念、定义方法和使用方法。
5.5. 掌握包含对象成员的类构造函数的定义方法。
6.6. 掌握静态成员的概念、定义方法、作用和特点。
7.7. 掌握友元的概念、定义方法、作用和特点。
8.8. 掌握类模板的定义格式与使用方法。
4.2典型例题分析与解答
例题1:
下列有关类的说法不正确的是()。
A.A. 对象是类的一个实例
B.B. 任何一个对象只能属于一个具体的类
C.C. 一个类只能有一个对象
D.D.类与对象的关系和数据类型与变量的关系相似
答案:
C
分析:
对象是类的一个实例,类与对象的关系和数据与变量的关系相似,所以一个类可以有多个对象。
例题2:
下面()项是对构造函数和析构函数的正确定义。
A.voidX:
:
X(),voidX:
:
~X()
B.X:
:
X(参数),X:
:
~X()
C.X:
:
X(参数),X:
:
~X(参数)
D.voidX:
:
X(参数),voidX:
:
~X(参数)
答案:
B
分析构造函数无返回类型、可带参数、可重载;析构函数无返回类型、不可带参数、不可重载。
例题3:
()的功能是对象进行初始化。
A.析构函数B.数据成员C.构造函数D.静态成员函数
答案:
C
分析:
当一个对象定义时,C++编译系统自动调用构造函数建立该对象并进行初始化;当一个对象的生命周期结束时,C++编译系统自动调用析构函数注销该对象并进行善后工作;
例题4:
下列表达方式正确的是()。
A.classP{B.classP{
public:
public:
intx=15;intx;
voidshow(){cout< };} C.classP{D.classP{ intf;public: };inta; f=25;voidSeta(intx){a=x;} 答案: D 分析: 在类体内不可对数据成员进行初始化;类定义结束时需用分号;只有类中的成员函数才能存取类中的私有数据。 例题5: 拷贝构造函数具有的下列特点中,()是错误的。 A.A. 如果一个类中没有定义拷贝构造函数时,系统将自动生成一个默认的 B.B. 拷贝构造函数只有一个参数,并且是该类对象的引用 C.C. 拷贝构造函数是一种成员函数 D.D.拷贝构造函数的名字不能用类名 答案: D 分析: 如果一个类中没有定义拷贝构造函数时,系统将自动生成一个默认的;拷贝构造函数只有一个参数,并且是该类对象的引用;拷贝构造函数的名字与类同名,并且不被指定返回类型;拷贝构造函数是一种成员函数。 例题6: 关于静态成员的描述中,()是错误的。 A.A. 静态成员可分为静态数据成员和静态成员函数 B.B. 静态数据成员定义后必须在类体内进行初始化 C.C. 静态数据成员初始化不使用其构造函数 D.D. 静态数据成员函数中不能直接引用非静态成员 答案: B 分析: 静态成员可分为静态数据成员和静态成员函数;静态数据成员被定义后,必须对它进行初始化,初始化在类体外进行,一般放在该类的实现部分最合适,也可以放在其他位置,例如,放在主函数前面等;静态数据成员初始化与该类的构造函数和析构函数无关;在静态成员函数的实现中,可以直接引用静态成员,但不能直接引用非静态成员。 例题7: 关于友元的描述中,()是错误的。 A.A. 友元函数是成员函数,它被说明在类体内 B.B. 友元函数可直接访问类中的私有成员 C.C. 友元函数破坏封装性,使用时尽量少用 D.D. 友元类中的所有成员函数都是友元函数 答案: A 分析: 友元函数是非成员函数,在类体内说明了,在类体外定义,定义和调用等同于一般的普通函数;由于它可以直接访问类的私有成员,因此破坏了类的封装性和隐藏性,尽量少用。 例题8: 设有如下程序结构: classBox {…}; voidmain() {BoxA,B,C;} 该程序运行时调用 (1)次构造函数;调用 (2)次析构函数。 答案: (1)3 (2)3 分析: 每创建一个对象自动调用一次构造函数,在这里创建了A、B、C三个对象,所以共调用了三次构造函数;每释放一个对象,系统自动调用一次析构函数,A、B、C对象释放时,分别调用析构函数,所以析构函数共调用了三次。 例题9: 设A为test类的对象且赋有初值,则语句testB(A);表示。 答案: 将对象A复制给对象B。 分析: 执行testB(A);语句相当于调用了默认复制构造函数,将A对象的属性复制给B对象。 例题10: 利用“对象名.成员变量”形式访问的对象成员仅限于被声明为 (1)的成员;若要访问其他成员变量,需要通过 (2)函数或(3)函数。 答案: (1)public (2)成员函数(3)友元函数 分析: 类体内的数据成员可声明为公有的、私有的和保护的,公有的数据成员可利用“对象名.成员变量”形式来进行访问;私有的数据成员能被类中的其他成员函数或友元函数所调用;保护的数据成员可以在类体中使用,也可以在派生类中使用,但不能在其他类外通过对象使用。 例题11: 分析找出以下程序中的错误,说明错误原因,给出修改方案使之能正确运行。 #include classone {inta1,a2; public: one(intx1=0,x2=0); }; voidmain() {onedata(2,3); cout< cout< } 分析: 出错原因: 构造函数参数表语法错;构造函数没有函数体;类的对象不能直接访问类的私有成员变量。 改正后的程序如下: #include classone {inta1,a2; public: one(intx1=0,intx2=0){a1=x1;a2=x2;} intgeta1(){returna1;} intgeta2(){returna2;} }; voidmain() {onedata(2,3); cout< cout< } 例题12: 分析以下程序的错误原因,给出修改方案使之能正确运行。 #include classAmplifier{ floatinvol,outvol; public: Amplifier(floatvin,floatvout) {invol=vin;outvol=vout;} floatgain(); }; Amplifier: : floatgain(){returnoutvol/invol;} voidmain() {Amplifieramp(5.0,10.0); cout<<"\n\nThegainis=>"< } 分析: 成员函数在类体外定义格式是: 函数返回类型类名: : 成员函数名(参数表);成员函数调用格式是: 对象名.成员函数名(参数表)。 改正后的程序如下: #include classAmplifier {floatinvol,outvol; public: Amplifier(floatvin,floatvout){invol=vin;outvol=vout;} floatgain(); }; floatAmplifier: : gain(){returnoutvol/invol;} voidmain() {Amplifieramp(5.0,10.0); cout<<"\n\nThegainis=>"< } 例题13: 下列程序的运行结果是。 #include classpoint {intx,y; public: point(inta,intb) {x=a;y=b; cout<<"callingtheconstructorfunction."< } point(point&p); friendpointmove(pointq); ~point(){cout<<"callingthedestructorfunction.\n";} intgetx(){returnx;} intgety(){returny;} }; point: : point(point&p) {x=p.x;y=p.y; cout<<"callingthecopy_initializationconstructorfunction.\n"; } pointmove(pointq) {cout<<"OK! \n"; inti,j; i=q.x+10; j=q.y+20; pointr(i,j); returnr; } voidmain() {pointm(15,40),p(0,0); pointn(m); p=move(n); cout<<"p="< } 分析: 根据构造函数、拷贝构造函数和友元函数的特点,执行该程序后,输出结果是: callingtheconstructorfunction. callingtheconstructorfunction. callingthecopy_initializationconstructorfunction. callingthecopy_initializationconstructorfunction. OK! callingtheconstructorfunction. callingthecopy_initializationconstructorfunction. callingthedestructorfunction. callingthedestructorfunction. callingthedestructorfunction. P=25,60 callingthedestructorfunction. callingthedestructorfunction. callingthedestructorfunction. 说明: (1)构造函数执行三次,分别初始化主函数中的对象m,p和move函数中的对象r。 (2)拷贝构造函数共执行了三次。 第一次,初始化对象n;第二次在调用函数move()时,实参n给形参q进行初始化;第三次是执行函数move的returnr;语句时,系统用r初始化一个匿名对象时使用了拷贝构造函数。 (3)析构函数执行了六次。 在退出函数move时释放对象r和q共调用二次;返回主函数后,匿名对象赋值给对象p后,释放匿名对象又调用一次析构函数;最后退出整个程序时释放对象m,n和p调用三次。 例题14: 定义一个学生类,其中有3个数据成员: 学号、姓名、年龄,以及若干成员函数。 同时编写main函数使用这个类,实现对学生数据的赋值和输出。 程序代码如下: #include #include classstudent {intno; charname[10]; intage; public: student(inti,char*str,intg) {no=i; strcpy(name,str); age=g; } student() {no=0; strcpy(name,”none”); age=-1; } voiddisplay() {if(no>0)cout<<”no”< ”< elsecout<<”no”< None! \n”; } }; voidmain() {studentd1(1001,”Tom”,18); d1.display(); studentd2; d2.display(); } 例题15: 计算两点之间的距离。 方法一: 可以定义点类(Point),再定义一个类(Distance)描述两点之间的距离,其数据成员为两个点类对象,两点之间距离的计算可设计由构造函数来实现。 #include #include classPoint {public: Point(inta=0,intb=0){x=a;y=b;} intxcord(){returnx;} intycord(){returny;} private: intx,y; }; classDistance {public: Distance(Pointq1,Pointq2); doublegetdist(){returndist;} private: Pointp1,p2; doubledist; }; Distance: : Distance(Pointq1,Pointq2): p1(q1),p2(q2) {doublex=double(p1.xcord()-p2.xcord()); doubley=double(p1.ycord()-p2.ycord()); dist=sqrt(x*x+y*y); } voidmain() {Pointp(0,0),q(1,1); Distancedis(p,q); cout<<”Thedistanceis: ”< } 方法2: 将两点之间距离函数声明为Point类的友元函数。 #include #include classPoint {public: Point(inta=0,intb=0){x=a;y=b;} intxcord(){returnx;} intycord(){returny;} private: intx,y; frienddoubleDistance(Pointp1,Pointp2); }; doubleDistance(Pointp1,Pointp2) {doubledx=double(p1.x-p2.x); doubledy=double(p1.y-p2.y); returnsqrt(dx*dx+dy*dy); } voidmain() {Pointq1(0,0),q2(1,1); cout<<”Thedistanceis: ”< } 4.3教材习题分析与解答 1. 选择题 (1)对类的构造函数和析构函数描述正确的是()。 A.A. 构造函数可以重载,析构函数不能重载 B.B. 构造函数不能重载,析构函数可以重载 C.C. 构造函数可以重载,析构函数也可以重载 D.D. 构造函数不能重载,析构函数也不能重载 答案: A (2)类的析构函数的作用是(D)。 A.一般成员函数B.类的初始化C.对象初始化D.删除对象 答案: D (3)假设OneClass为一个类,则该类的拷贝初始化构造函数的声明语句为()。 A.OneClass(OneClassp);B.OneClass&(OneClassp); C.OneClass(OneClass&p);D.OneClass(OneClass*p); 答案: C (4)下面对于友元函数描述正确的是()。 A.友元函数的实现必须在类的内部定义 B.友元函数是类的成员 C.友元函数破坏了类的封装性和隐藏性 D.友元函数不能访问类的私有成员 答案: C (5)对于结构中定义的成员,其默认的访问权限为()。 A.publicB.protectedC.privateD.static 答案: C (6)为了使类中的某个成员不能被类的对象通过成员操作符访问,则不能把该成员的访问权限定义为()。 A.publicB.protectedC.privateD.static 答案: A (7)下面对静态数据成员的描述中,正确的是()。 A.静态数据成员可以在类体内进行初始化 B.静态数据成员不可以在类体内进行初始化 C.静态数据成员不能受private控制符的作用 D.静态数据成员可以直接用类名调用 答案: C (8)下面对静态数据成员的描述中,正确的是()。 A.静态数据成员是类的所有对象共享的数据 B.类的每一个对象都有自己的静态数据成员 C.类的不同对象有不同的静态数据成员值 D.静态数据成员不能通过类的对象调用 答案: A 2.2. 写出下列程序的运行结果。 (1)#include classPoint{ intx,y; public: Point(){x=1;y=1;} ~Point(){cout<<"Point"< }; voidmain() {Pointa;} 运行结果为: Point1,1isdeleted. (2)#include #include intcount=0; classPoint {intx,y; public: Point() {x=1;y=1; count++; } ~Point(){count--;} friendvoiddisplay(); }; voiddisplay(){cout<<"Thereare"< voidmain() {Pointa; display(); {Pointb[5]; display(); } display(); } 运行结果为: Thereare1points, Thereare6points, Thereare1points, (3)#include classCsample {inti; public: Csample(); voidDisplay(); ~Csample(); }; Csample: : Csample() {cout<<”Constructor”<<”,”; i=0; } voidCsample: : Display(){cout<<”i=”< Csample: : ~Csample() {cout<<”Destructor”< voidmain() {Csamplea; a.Display(); } 运行结果为: Constructor,i=0,Destructor (4)#include #include classCsample {inti; public: Csample(){cout<<"constructor1"< Csample(intval){cout<<"Constructor2"< voidDisplay() {cout<<"i="< ~Csample() {cout<<"Destructor"< }; voidmain() {Csamplea,b(10); a.Display(); b.Display(); } 运行结果为: Constructor1 Constructor2 i=-858993460 i=10 Destructor Destructor (5)#include classCsample {private: inti; staticintk; public: Csample(); voidDisplay(); }; intCsample: : k=0; Csample: : Csample(){i=0;k++;} voidCsample: : Display(){cout<<”i=”< voidmain() {Csamplea,b; a.Display(); b.Display(); } 运行结果为: i=0,k=2 i=0,k=2 3.按要求编写程序。 (1)编写一个程序,设计一个产品类Product,其定义如下: classProduct {char*name;//产品名称 intprice;//产品单价 intquantity;//剩余产品数量 public: product(char*n,intpintq);//构造函数 ~product();//析构函数 voidbuy(intmoney);//购买产品 voidget()const;//显示剩余产品数量 }; 并用数据进行测试。 (2)计算两点之间的距离。 提示: 可以定义点类(Point),再定义一个类(Distance)描述两点之间的距离,其数据成员为两个点类对象,两点之间距离的计算可设计由构造函数来实现。 参照本章例15 (3)定义盒子Box类,要求具有以下成员: 可设置盒子形状;可计算盒子体积;可计算盒子的表面积。 #include classBox {intx,y,z;intv,s; public: voidinit(intx1=0,inty1=0,intz1=0){x=x1;y=y1;z=z1;} voidvolue(){v=x*
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