信息計算科學(xué)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實驗指導(dǎo)書

1、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實 驗 指 導(dǎo) 書適用專業(yè)： 信息與計算科學(xué) 邵陽學(xué)院 理學(xué)系前 言面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生的一門專業(yè)選修課。面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法是吸收了軟件工程領(lǐng)域有益的概念和有效的方法而發(fā)展起來的一種軟件開發(fā)方法。它集抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性于一體，可以幫助人們開發(fā)出模塊化、數(shù)據(jù)抽象程度高的，體現(xiàn)信息隱蔽、可復(fù)用、易修改、易擴充等特性的程序。面向?qū)ο蠹夹g(shù)已廣泛應(yīng)用于計算機其他相關(guān)的領(lǐng)域，如面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議、面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計，以及軟件構(gòu)架技術(shù)和基于組件對象模型的分布式多層設(shè)計技術(shù)。它的學(xué)習(xí)對信息與計算科學(xué)專業(yè)學(xué)生進一步學(xué)

2、習(xí)起到了非常重要的作用。通過本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思想及方法，加深C語言的理解，理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想及基本概念，掌握C+語言基礎(chǔ)，理解類、對象、封裝、繼承、派生、多態(tài)、重載、異常處理、模板等概念，初步掌握UML與面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計，理解標準模板庫STL的使用方法，理解Windows編程思想，熟悉VC+的編程環(huán)境，了解MFC編程方法，結(jié)合實例使學(xué)生理解系統(tǒng)的開發(fā)過程和方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)熟練掌握面向?qū)ο蟮腃+編程技術(shù)，建立對象模型，并熟悉C+的面向?qū)ο蟮母鞣N特性，初步掌握可視化面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)為了使學(xué)生更好地理解和深刻地把握以上知識，并在此基礎(chǔ)上，訓(xùn)練和培

3、養(yǎng)熟練掌握面向?qū)ο蟮腃+編程技術(shù)，建立對象模型，并熟悉C+的面向?qū)ο蟮母鞣N特性，初步掌握可視化面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)的技能，設(shè)置了“Visual C+環(huán)境及程序設(shè)計基礎(chǔ)練習(xí)”、“類、對象、繼承、方法重載及多態(tài)性練習(xí)”、“Windows編程基礎(chǔ)練習(xí)”、“MFC編程練習(xí)”、“數(shù)據(jù)庫編程練習(xí)”5個實驗，其中“數(shù)據(jù)庫編程練習(xí)”為設(shè)計性實驗。各項實驗主要了解、掌握的具體知識，訓(xùn)練及培養(yǎng)的技能見下面各實驗?zāi)康?。本指?dǎo)書各實驗從C+編程基礎(chǔ)、類、對象、繼承、重載、Windows編程、MFC編程、數(shù)據(jù)庫編程等面向?qū)ο缶幊腆w系的各個方面對學(xué)生進行了訓(xùn)練，培養(yǎng)其實際動手能力。本指導(dǎo)書只適用于信息與計算科學(xué)專業(yè)。實驗1：

4、基本輸入輸出語句實驗學(xué)時：2實驗類型：驗證實驗要求：必修一、實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解Visual C+的編程環(huán)境，掌握C+的程序基礎(chǔ)知識，訓(xùn)練利用Visual C+編程環(huán)境的基本技能，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計奠定基礎(chǔ)。 二、實驗內(nèi)容1上機實現(xiàn)第二章課后習(xí)題三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第一第二章所學(xué)C+的數(shù)據(jù)類型、輸入輸出、程序的基本結(jié)構(gòu)與控制語句、函數(shù)、數(shù)組、指針、引用等知識，根據(jù)各題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)各題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么要求，因此每人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編程和調(diào)試。五、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目

5、計算機的機房。六、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。八、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。九、其它說明1本次實驗各題只是完成一個簡單的程序，也沒有學(xué)到相關(guān)的知識，所以同學(xué)們只能創(chuàng)建“C+ Source File”文件。2每做完一題，先關(guān)閉工作空間，然后再重新創(chuàng)建新的下一題的文件。實驗2：順序、分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計實驗學(xué)時：2實驗類型：驗證實驗要

6、求：必修一、實驗?zāi)康?通過本實驗，加深對順序、分支和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)有關(guān)概念的理解。2熟練掌握while和for循環(huán)控制語句的特點，掌握循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計和調(diào)試方法。3掌握二重循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容1用for循環(huán)實現(xiàn)第二章課后習(xí)題9，12。2編寫并調(diào)試程序，使用for循環(huán)控制語句實現(xiàn)上面的問題。3.階乘累加問題。編寫程序，求1+2！+3！+n!的值。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第一第二章所學(xué)C+的數(shù)據(jù)類型、輸入輸出、程序的基本結(jié)構(gòu)與控制語句、函數(shù)、數(shù)組、指針、引用等知識，根據(jù)各題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)各題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么

7、要求，因此每人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編程和調(diào)試。五、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目計算機的機房。六、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。八、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。九、其它說明1本次實驗各題只是完成一個簡單的程序，也沒有學(xué)到相關(guān)的知識，所以同學(xué)們只能創(chuàng)建“C+ Source File”文件。2每做完一題，先關(guān)閉工作空間，然后再重新創(chuàng)建新

8、的下一題的文件。4實驗3：密鑰加密實驗學(xué)時：2實驗類型：設(shè)計實驗要求：必修一、實驗?zāi)康恼莆找痪S數(shù)組的定義與使用。掌握函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用和函數(shù)說明的方法。掌握函數(shù)遞歸調(diào)用的概念和使用方法。理解C程序的結(jié)構(gòu)和特點。熟悉C程序基本的輸入和輸出操作。掌握C數(shù)據(jù)類型、常量和變量以及修飾符的使用方法。掌握C的各種流程控制語句的使用。2、 實驗內(nèi)容將輸入的一行字符以加密的形式輸出，然后將其解密，解密的字符序列與輸入的正文進行比較，吻合時輸出解密的正文，否則輸出解密失敗。加密時，將每個字符的ASCII碼依次反復(fù)加上4962873中的數(shù)字，解密與加密順序相反。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)所學(xué)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計基本

9、概念、string、向量等知識，根據(jù)該題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)該題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么要求，因此沒人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編程和調(diào)試。五、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目計算機的機房六、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二、三章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。八、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。9、 其它說明實驗4：去

10、掉雙斜杠注釋實驗學(xué)時：2實驗類型：驗證實驗要求：必修一、實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解文件流的知識，訓(xùn)練文件打開和關(guān)閉，向量，string流分流等基本操作，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊痰於ɑA(chǔ)。二、實驗內(nèi)容 設(shè)計一個程序從給定文件中讀取一段程序代碼，該段代碼包含大量注釋內(nèi)容，要求該程序生成一個新文件，這個文件里存儲的是去掉了注釋內(nèi)容的程序代碼。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第二至六章所學(xué)數(shù)組，文件輸入輸出，string分流，向量等知識，根據(jù)該題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)該題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么要求，因此沒人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編

11、程和調(diào)試。五、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目計算機的機房。六、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。八、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。九、其它說明實驗5：彼此兩點距離最近實驗學(xué)時：2實驗類型：設(shè)計實驗要求：必修1、 實驗?zāi)康恼莆誄數(shù)據(jù)類型、常量和變量以及修飾符的使用方法。掌握C的各種流程控制語句的使用。掌握函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用和函數(shù)說明的方法。二、實

12、驗內(nèi)容 用c+程序設(shè)計一個求解兩點距離最近的算法。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第二 至八章所學(xué)知識，根據(jù)題目的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)各題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么要求，因此沒人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編程和調(diào)試。五、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目計算機的機房。六、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。八、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，

13、仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。9、 其它說明實驗6：簡單類定義實驗學(xué)時：2實驗類型：設(shè)計實驗要求：必修一、實驗?zāi)康恼莆疹?、類的?shù)據(jù)成員、類的成員函數(shù)的定義方式。理解類成員的訪問控制方式。掌握對象的定義和操作對象的方法。理解對象指針的概念，學(xué)會用指針引用對象。掌握靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和靜態(tài)成員函數(shù)的基本使用方法。理解友元與友元函數(shù)的作用，掌握其使用方法。掌握對象成員及其常類型的使用方法。學(xué)會使用C+的多文件方式編寫程序。二、實驗內(nèi)容 設(shè)計一個Student（學(xué)生）類，并使Student類具有以下特點：該類具有學(xué)生姓名、學(xué)號、程序設(shè)計、信號處理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三門課程的成績。學(xué)生全部信息由鍵盤輸入，

14、以提高程序的適應(yīng)性。通過成員函數(shù)分別統(tǒng)計每個學(xué)生的平均成績和每門課程的平均成績，當課程 數(shù)量增加或減少時成員函數(shù)無需修改仍可求取平均成績。輸出學(xué)生的各科成績與平均成績。學(xué)生對象的定義采用對象數(shù)組實現(xiàn)。統(tǒng)計不及格學(xué)生人數(shù)。表格輸出整齊美觀。 能以最方便的方式實現(xiàn)對課程數(shù)量和學(xué)生人數(shù)的修改。采用多文件方式組織程序。設(shè)計三個圖形類：Circle（圓）、Rectangle（矩形）、Triangle（三角形），要求：Circle 類基本信息：圓心坐標、半徑；Rectangle 類基本信息：長、寬；Triangle 類基本信息：三個頂點坐標；其中：成員變量為 private 屬性，成員函數(shù)為public

15、屬性。為Circle類設(shè)計缺省的構(gòu)造函數(shù)，并用init成員函數(shù)進行數(shù)據(jù)成員的初始化。為其余兩個類設(shè)計多個構(gòu)造函數(shù)：無參、帶參、參數(shù)值缺省的構(gòu)造函數(shù)。每個圖形類有計算圖形的面積GetArea()，計算圖形的周長GetPerimeter()，顯示圖形的基本信息函數(shù)Show()，修改基本信息的函數(shù)Set(形參)。以Circle 類為例：通過GetArea()計算圓的面積，GetPerimeter()計算圓的周長，Show()函數(shù)中顯示圓心坐標、直徑、周長、面積等基本信息；Set(int x,int y, int r)函數(shù)可以修改圓心坐標和半徑。注意多個構(gòu)造函數(shù)的聲明方式與定義的實現(xiàn)。當輸入數(shù)據(jù)為不合

16、理數(shù)據(jù)時(例如：輸入的三角形的頂點是否能組成一個三角形)，提示用戶輸入錯誤。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第八至十四章所學(xué)知識，根據(jù)各題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)各題的功能。四、實驗條件具有與學(xué)生數(shù)相同數(shù)目計算機的機房。五、實驗步驟1實驗前，復(fù)習(xí)所學(xué)第一、二章的內(nèi)容，并在紙上設(shè)計編寫好程序；2實驗時，上機輸入編寫好的程序、編譯、調(diào)試、實現(xiàn)程序的功能；3實驗后，認真總結(jié)實驗中出現(xiàn)的各種出錯、意外的情況及調(diào)試的過程，形成編程、調(diào)試經(jīng)驗，并認真填寫好實驗報告。六、實驗報告按照實驗報告的要求完整填寫各項內(nèi)容，仔細記錄實驗結(jié)果，認真總結(jié)并寫好實驗總結(jié)。實驗7：繼承、多態(tài)實驗學(xué)時：2實驗類型

17、：設(shè)計實驗要求：必修一、實驗?zāi)康睦斫忸惖睦^承的概念，能夠定義和使用類的繼承關(guān)系。掌握派生類的聲明與定義方法。熟悉三種派生方式的訪問特性。掌握多基繼承，理解和掌握虛基類。理解編譯時的多態(tài)性和運行時的多態(tài)性。掌握虛函數(shù)的定義與使用方法。掌握純虛函數(shù)和抽象類的概念和使用方法，運用純虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)性。二、實驗內(nèi)容 定義點Point類作為基類，在此基礎(chǔ)上派生出直線Line類和圓Circle類，在Circle類的基礎(chǔ)上以不同的屬性派生出圓柱Cylinder類和球Spheroid類。并要求基類和各派生類具有以下特點： Line類含有計算直線長度和斜率的成員函數(shù)。Circle類含有計算圓面積的成員函數(shù)。Cyl

18、inder類含有計算圓柱表面積和體積的成員函數(shù)。Spheroid類含有計算球體的表面積和體積的成員函數(shù)。要求在實驗報告中畫出類層次圖。在題目的基礎(chǔ)上，增加以下內(nèi)容：在Line類的基礎(chǔ)上派生長方形Rectangle類和正方形Squre類，并分別在長方形Rectangle類和正方形Squre類的基礎(chǔ)上派生長方體Cuboid類和正方體SquareBody類，并要求基類和各派生類具有計算各圖形的周長、面積和體積的功能，要求用純虛函數(shù)實現(xiàn)。注：可先定義一個抽象類-圖形Figure類，含有求周長、面積、體積的純虛函數(shù)，用此類進行派生。假設(shè)某個圖形由上述幾個圖形組成，求該圖形的總面積（若為平面圖形）或總體積（若為立體圖形）。三、實驗原理、方法和手段依據(jù)第九至十四章所學(xué)知識，根據(jù)各題的要求設(shè)計程序，并上機編程、調(diào)試，最終實現(xiàn)各題的功能。四、實驗組織運行要求由于該實驗對學(xué)生的合作配合沒有什么要求，因此沒人一臺機器，分別實現(xiàn)各程序的編程和調(diào)試