面向對象程序設計教程-c++語言描述-第二版-馬石安

1、面向對象程序設計教程-c+語言描述-第二版第1章習題答案名詞解釋抽象：抽象(Abstract)就是忽略事物中與當前目標無關的非本質特征，而強調與當前目標有關的本質特征，從而找出事物的共性，并把具有共性的事物劃為一類。面向對象方法中的抽象，是指對具體問題(對象)進行概括，抽出一類對象的公共性質并加以描述的過程。封裝：面向對象方法中的封裝就是把將抽象出來的對象的屬性和行為結合成一個獨立的單位，并盡可能隱蔽對象的內部細節(jié)。消息：消息是面向對象程序設計用來描述對象之間通信的機制。一個消息就是一個對象要求另一個對象實施某種操作的一個請求。填空題(1)面向過程的結構化程序設計方法 面向對象程序設計方法(2

2、)順序 選擇 循環(huán)(3)程序=數(shù)據(jù)結構+算法 程序=對象+消息(4) 過程 類(5)抽象性 封裝性 繼承性 多態(tài)性選擇題(1) B (2) C (3) D (4) C (5) D (6) A (7) A (8) B C (9) A D判斷題(1) t (2) f (3) f (4)f (5) t (6) f (7) f (8) t簡答題(1)結構化程序設計方法著眼于系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，從系統(tǒng)的輸入和輸出出發(fā)，分析系統(tǒng)要做哪些事情，進而考慮如何做這些事情，自頂向下地對系統(tǒng)的功能進行分解，來建立系統(tǒng)的功能結構和相應的程序模塊結構，有效地將一個較復雜的程序系統(tǒng)設計任務分解成許多易于控制和處理的子任務，

3、便于開發(fā)和維護。隨著程序規(guī)模與復雜性的增長，這種面向過程的結構化程序設計方法存在明顯的不足之處。首先是數(shù)據(jù)安全性問題，由于數(shù)據(jù)被每個模塊所共用，因此是不安全的，一旦出錯，很難查明原因。其次是可維護性及可重用性差，它把數(shù)據(jù)結構和算法分離為相互獨立的實體，一旦數(shù)據(jù)結構需要改變時，常常要涉及整個程序，修改工作量極大并容易產生新的錯誤。每一種相對于老問題的新方法都要帶來額外的開銷。另外，圖形用戶界面的應用程序，很難用過程來描述和實現(xiàn)，開發(fā)和維護也都很困難。(2) 面向對象的程序設計方法中，將程序設計為一組相互協(xié)作的對象（Object）而不是一組相互協(xié)作的函數(shù)。在程序中，屬性用數(shù)據(jù)表示，用來描述對象靜態(tài)

4、特征；行為用程序代碼實現(xiàn)，用來描述對象動態(tài)特征。可見，在面向對象的程序設計方法中，對象是數(shù)據(jù)結構和算法的封裝體。對象之間存在各種聯(lián)系，它們之間通過消息進行通信。程序可表示為：程序=對象+消息在面向對象程序設計中，它著重于類的設計。類正是面向對象語言的基本程序模塊，通過類的設計，來完成實體的建模任務。類通過一個簡單的外部接口，與外界發(fā)生關系。一個類中的操作不會處理到另一個類中的數(shù)據(jù)，這樣程序模塊的獨立性、數(shù)據(jù)的安全性就有了良好的保障。程序的執(zhí)行取決于事件發(fā)生的順序，由順序產生的消息來驅動程序的執(zhí)行。不必預先確定消息產生的順序，更符合客觀世界的實際。并且面向對象程序設計方法提供了軟件重用、解決大問

5、題和復雜問題的有效途徑，具有抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性等特點。(3) 結構化程序設計方法中，把數(shù)據(jù)結構和算法分離為相互獨立的實體。在面向對象程序設計中，數(shù)據(jù)結構和算法是封裝在一起，結合成一個獨立的單位，即對象，并盡可能隱蔽對象的內部細節(jié)。對象的私有屬性只能由這個對象的行為來讀取和修改，與外部的聯(lián)系通過公有行為充當外部接口。第2章習題答案名詞解釋引用：所謂引用，就是給對象起一個別名，使用該別名可以存取該對象。換句話說，是使新對象和原對象共用一個地址。內聯(lián)函數(shù)：內聯(lián)函數(shù)是使用inline關鍵字聲明一個函數(shù)。重載函數(shù)：重載函數(shù)通常用來對具有相似行為而數(shù)據(jù)類型不同的操作提供個通用的名稱。填空題(1

6、) 函數(shù) 類 (2) / /*/ (3) iostream(4) cin >>(5) cout <<(6) 地址值 類型 值(7) & 對象(8) 聲明(9) 值傳遞 引用傳遞(10) inline (11) new delete(12) x= 10, y=10 x= 100 , y=100選擇題(1) A (2)C (3) C (4) A (5) D (6) D (7) D (8) B C (9) A (10) D判斷題(1) t (2) f (3) f (4)t (5) t (6) t (7) t (8) t簡答題(1) 名字空間用來防止命名的沖突。(2)

7、除了獨立引用外，在C+程序中，引用的主要用途是用作函數(shù)參數(shù)和函數(shù)的返回值。(3) 在值傳遞機制中，作為實參的表達式的值被復制到由對應的形參名所標識的一個對象中，作為形參的初始值。函數(shù)體對形參的訪問、修改都是在這個標識對象上操作，與實參無關，即數(shù)據(jù)的傳遞是單向的。使用引用作函數(shù)的形參時，調用函數(shù)的實參要用變量名。實參傳遞給形參，相當于在被調用函數(shù)中使用了實參的別名。于是，在被調用函數(shù)中對形參的操作，實質是對實參的直接操作，即數(shù)據(jù)的傳遞是雙向的。(4) 內聯(lián)函數(shù)是使用inline關鍵字聲明一個函數(shù)。在程序編譯時，編譯系統(tǒng)將程序中出現(xiàn)內聯(lián)函數(shù)調用的地方用函數(shù)體進行替換，進而減少了時間開銷。使用內聯(lián)函

8、數(shù)應注意：遞歸函數(shù)不能定義為內聯(lián)函數(shù)。內聯(lián)函數(shù)一般適合于不含有switch和while等復雜的結構且只有15條語句的小函數(shù)，否則編譯系統(tǒng)將該函數(shù)視為普通函數(shù)。內聯(lián)函數(shù)只能先定義后使用，否則編譯系統(tǒng)也將該函數(shù)視為普通函數(shù)。對內聯(lián)函數(shù)也不能進行異常接口聲明。(5) 不必一致。所有的參數(shù)是根據(jù)位置和類型而不是名字來區(qū)分的。(6) 編譯系統(tǒng)將根據(jù)函數(shù)參數(shù)的類型和個數(shù)來判斷使用哪一個函數(shù)。程序分析題（寫出程序的輸出結果，并分析結果）程序的輸出結果：num=60ref=100程序設計題/xiti2_1.cpp#include <iostream> #include <cmath>

9、using namespace std;int main() float x,y;cout<<"please input 2 floats to x,y:"<<endl;cin>>x>>y;float z=pow(x,y);cout<<"pow("<<x<<","<<y<<")="<<z<<endl;return 0;第3章習題答案填空題(1) 公有 保護 私有 private pub

10、ic (2) 作用域 MyC1ass(3) 樣板 實例(4)11(5) 1(6) delete(7) 數(shù)據(jù)區(qū) 代碼區(qū) 棧區(qū) 堆區(qū)(8) 封裝性 靜態(tài)成員(9) 任意訪問權限許可的(10) 友元函數(shù) 友元類(11) 效率(12) friend A；選擇題(1) B (2)BC (3) C (4)C (5) B D B (6) C (7) B (8) B (9)AC (10) D (11) C (12)C (13) B (14)B (15)B (16) D (17) C (18) CD (19) D (20) A (21) A (22) D (23) C 簡答題(1)類實際上由一個類定義的類型稱為

11、類類型，程序員可以使用這個新類型在程序中聲明新的變量，具有類類型的變量稱為對象。創(chuàng)建對象時，類被用作樣板，對象稱為類的實例。(2) 定義類一般形式為： class類名public：<公有數(shù)據(jù)和函數(shù)>protected： <保護數(shù)據(jù)和函數(shù)>private：<私有數(shù)據(jù)和函數(shù)>訪問權限共有三種：分別是公有（public）、保護（protected）和私有（private）的。(3) 指創(chuàng)建類的對象。(4) this指針是C+為成員函數(shù)提供的一個隱含對象指針，它不能被顯式聲明。this指針是一個局部量，局部于某個對象。不同的對象調用同一個成員函數(shù)時，編譯器根據(jù)thi

12、s指針來確定應該引用哪一個對象的數(shù)據(jù)成員。(5) 拷貝構造函數(shù)是一種特殊的構造函數(shù)，它的作用是用一個已經(jīng)存在的對象去初始化另一個對象時。為了保證所引用的對象不被修改，通常把引用參數(shù)聲明為const參數(shù)。在以下3種情況下，拷貝構造函數(shù)都會被自動調用： 當用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時。 當函數(shù)的形參是類的對象，進行形參和實參結合時。 當函數(shù)的返回值是類的對象，函數(shù)執(zhí)行完成返回調用者時。程序分析題(1) Init defaInit defaInit 15(2)Exit maindst 5(3) Default constructor of PartConstructor of Part，

13、3Default constructor of PartConstructor of WholeDestructor of WholeDestructor of Part，0Destructor of Part，3Destructor of Part，0(4) 30程序設計題(1) /xiti3_1.cpp#include < iostream >using namespace std;class Circlepublic: Circle(float r) radius = r; Circle( ) float area() return 3.14 * radius * radiu

14、s; private: float radius;int main( )float r;cout<< “請輸入圓的半徑：”;cin >> r;Circle p(r);cout << “半徑為”<< r << “的圓的面積為：”<< p. area () << endl;return 0; (2) /xiti3_2.cpp#include <iostream> using namespace std;class Bookpublic:Book(int w);static int sumnum;stat

15、ic int getsum()return sumnum; private:int num;Book:Book(int w)num=w;sumnum-=w;int Book:sumnum=120;int main()Book b1(20);Book b2(70);cout<<Book:getsum()<<endl;return 0;第4章習題答案填空題(1)基 派生(2) 單繼承 多繼承(3)私有繼承方式(4) 公有 保護(5) 多繼承(6)支配規(guī)則(7)解決二義性(8)使用作用域運算符 引進虛基類選擇題(1)B (2)C D (3)A B C (4)C (5) A (

16、6) C (7)B (8)D (9) A D (10)A 判斷題(1)f (2)t (3)f (4)t (5) f (6) f 簡答題(1) 面向對象技術中，類是數(shù)據(jù)和操作的集合，它們之間有3種主要關系：Has-A，Uses-A和Is-A。Has-A表示類的包含關系，用以描述一個類由多個“部件類”構成。在面向對象技術中，實現(xiàn)has-A關系用類成員表示。Uses-A表示一個類部分地使用另一個類。在面向對象技術中，這種關系通過類之間成員函數(shù)的相互聯(lián)系或對象參數(shù)傳遞實現(xiàn)。另外，通過定義友員也能實現(xiàn)這種關系。Is-A表示一種分類方式，描述類的抽象和層次關系。繼承可以表達is-A關系。(2) 所謂賦值兼

17、容規(guī)則是指在公有繼承情況下，一個派生類的對象可以作為基類的對象來使用的地方。具體來說，就是下面3種情況：1) 派生類的對象可以賦給基類的對象。2) 派生類的對象可以初始化基類的引用。3) 派生類的對象的地址可以賦給指向基類的指針。(3) 當類的繼承方式為公有繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員被繼承后分別作為派生類的公有成員和保護成員，這樣使得派生類的成員函數(shù)可以直接訪問它們，而派生類成員函數(shù)無法直接訪問基類的私有成員。在類外部，派生類的對象可以訪問繼承下來的基類公有成員。當類的繼承方式為私有繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員作為派生類的私有成員，派生類的成員函數(shù)可以直接訪問

18、它們，而派生類的成員函數(shù)無法直接訪問基類的私有成員。在類外部，派生類的對象無法訪問基類的所有成員。當類的繼承方式為保護繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員作為派生類的保護成員，派生類的成員函數(shù)可以直接訪問它們，而派生類的成員函數(shù)無法直接訪問基類的私有成員。在類外部，派生類的對象無法訪問基類的所有成員。(4) 首先基類構造函數(shù)被調用，子對象所在類構造函數(shù)次之，最后執(zhí)行派生類構造函數(shù)。(5) 若派生類有構造函數(shù)而基類沒有，當創(chuàng)建派生類的對象時，派生類的相應構造函數(shù)被自動調用。若派生類沒有構造函數(shù)而基類有，則基類必須擁有缺省構造函數(shù)。只有這樣，當創(chuàng)建派生類的對象時，才能自動執(zhí)行基類的默認構造

19、函數(shù)。若派生類有構造函數(shù)，且基類有缺省構造函數(shù)，則創(chuàng)建派生類的對象時，基類的缺省構造函數(shù)會自動執(zhí)行，除非當前被調用的派生類構造函數(shù)在其初始化段中顯式地調用了基類的有參構造函數(shù)。若派生類和基類都有構造函數(shù)，但基類沒有缺省構造函數(shù)，則派生類的每一個構造函數(shù)必須在其初始化列表中顯式地調用基類的某個構造函數(shù)。只有這樣，當創(chuàng)建派生類的對象時，基類的構造函數(shù)才能獲得執(zhí)行機會。程序分析題(11,12)(26,29)15,16(26,29)程序設計題/xiti4_1.cpp#include<iostream.h>class Point /定義基類 protected: int x,y; publi

20、c: Point(int myx,int myy)x=myx;y=myy; void displayxy()cout<<"The postion of point:"cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;class Rectangle:public Point /定義派生類，公有繼承方式 private: int l,w; public: Rectangle(int myx,int myy,int myl,

21、int myw):Point(myx,myy)l=myl;w=myw; void displaylw()cout<<"The length and width of rectangle:" cout<<l<<","<<w<<endl;class Cube:public Rectangle /定義派生類，公有繼承方式 private: int h; public: Cube(int myx,int myy,int myl,int myw,int myh):Rectangle(myx,myy,myl

22、,myw)h=myh;void displayh()cout<<"The height of cube:"<<h<<endl;void main() Cube v(20,40,3,5,6); / 派生類對象 cout<<"The data of cube:"<<endl; v.displayxy(); v.displaylw(); v.displayh();/ 第四章 例題：4.16#include <iostream>using namespace std;class pointp

23、ublic:point(int myx,int myy)x=myx;y=myy;void displayxy()cout<<"the position of center:"cout<<"("<<x<<","<<")"<<endl;protected:int x,y;class circle:public pointpublic:circle(int myx,int myy,int myr):point(myx,myy)r=myr;void d

24、isplayr()cout<<"the radius of circle:"<<r<<endl;private:int r;class cylinder:public circlepublic:cylinder(int myx,int myy,int myr,int myh):circle(myx,nyy,myr)h=myh;void displayh()cout<<"the height of cylinder:"<<h<<endl;private:int h;int main()

25、cylinder v(4,5,6,8);cout<<"the data of cylinder:"<<endl;v.displayxy();v.displayr();v.displayh();return 0;第5章習題答案填空題(1) 靜態(tài) 動態(tài)(2) 編譯時的多態(tài)性，運行時的多態(tài)性。(3) 靜態(tài) 動態(tài)(4) 覆蓋(5) 使用了不恰當?shù)奶摵瘮?shù)(6) 靜態(tài)(7) 0(8) 抽象類選擇題(1) A (1) D (2) B D (3) B (4) A B (5) B (6) C (7) C D (8) B D 判斷題(1) f (2) f (3) t (

26、4) f (5) f (6) t簡答題(1) 多態(tài)性就是同一符號或名字在不同情況下具有不同解釋的現(xiàn)象，即是指同一個函數(shù)的多種形態(tài)。支持兩種多態(tài)性，編譯時的多態(tài)性和運行時的多態(tài)性。多態(tài)性有兩種表現(xiàn)形式：一種是不同的對象在收到相同的消息時，產生不同的動作，這主要通過虛函數(shù)來實現(xiàn)；另一種是同一對象收到相同的消息卻產生不同的函數(shù)調用，這主要通過函數(shù)重載來實現(xiàn)。(2) 重載函數(shù)只要求函數(shù)有相同的函數(shù)名，并且重載函數(shù)是在相同作用域中定義的名字相同的不同函數(shù)。而虛函數(shù)不僅要求函數(shù)名相同，而且要求函數(shù)的簽名、返回類型也相同。也就是說函數(shù)原型必須完全相同，而且虛函數(shù)特性必定是體現(xiàn)在基類和派生類的類層次結構中。重

27、載函數(shù)可以是成員函數(shù)或友員函數(shù)，而虛函數(shù)只能是非靜態(tài)成員函數(shù)。構造函數(shù)可以重載，析構函數(shù)不能重載。正好相反，構造函數(shù)不能定義為虛函數(shù)，析構函數(shù)能定義為虛函數(shù)。重載函數(shù)的調用是以所傳遞參數(shù)序列的差別作為調用不同函數(shù)的依據(jù)而虛函數(shù)是根據(jù)對象的不同去調用不同類的虛函數(shù)。重載函數(shù)在編譯時表現(xiàn)出多態(tài)性，是靜態(tài)聯(lián)編；而虛函數(shù)則在運行時表現(xiàn)出多態(tài)性是動態(tài)聯(lián)編，動態(tài)聯(lián)編是C+的精髓。(3) 包含有純虛函數(shù)的類稱為抽象類。抽象類用來描述一組子類的共同的操作接口，它用作基類，而接口的完成實現(xiàn)由派生類提供。抽象類的派生類不一定要給出純虛函數(shù)的實現(xiàn)。如果沒有在派生類中給出純虛函數(shù)的實現(xiàn)中，則需仍將它說明為純虛函數(shù)，否

28、則編譯器將給出錯誤信息。說明了純虛函數(shù)的派生類仍是抽象類。(4) 能聲明虛析構函數(shù)。如果一個類的析構函數(shù)是虛函數(shù)，那么，由它派生而來的所有子類的析構函數(shù)也是虛函數(shù)。delete運算符和析構函數(shù)一起工作，當使用delete刪除一個對象時，delete隱含著對析構函數(shù)的一次調用，如果析構函數(shù)為虛函數(shù)，則這個調用采用動態(tài)聯(lián)編。這樣保證了基類類型的指針能夠調用適當?shù)奈鰳嫼瘮?shù)針對不同的對象進行清理工作。程序設計題 (2)/xt5_2.cpp/應用實例#include <iostream>#include <string>using namespace std;class Shap

29、epublic: Shape();void show();virtual Shape()virtual float area()=0; virtual string shapename()=0;protected:string name;static int count;Shape:Shape()cout<<"請輸入"count=count+1;void Shape:show()cout<<"第"<<count<<"個圖形是"<<shapename(); cout<&l

30、t;"，面積為"<<area()<<endl;float total(Shape *s,int n)float sum=0;for(int i=0;i<n;i+)sum+=si->area();delete si; return sum;class Triangle:public Shapepublic: Triangle();Triangle()cout<<"Triangle destructor is called"<<endl; float area()return h*w*0.5; st

31、ring shapename()name="三角形"return name; protected:float h, w;Triangle:Triangle() float myw,float myh;cout<<"三角形的底和高："cin >>myw>>myh;w=myw;h=myh;class Rectangle:public Shapepublic:Rectangle();Rectangle()cout<<"Rectangle destructor is called"<<

32、;endl;float area()return l*w; string shapename()name="矩形"return name; protected:float l, w;Rectangle:Rectangle()float myl,float myw;cout<<"矩形的長和寬："cin >>myl>>myw;l=myl;w=myw;class Circle:public Shapeprotected:float radius; public:Circle(); Circle()cout<<&q

33、uot;Circle destructor is called"<<endl; float area()return radius*radius*3.14; string shapename()name="圓"return name;Circle:Circle()float r;cout<<"圓的半徑："cin >>r;radius=r;int Shape:count=0;int main()Shape *s4; s0=new Triangle();s0->show(); s1=new Rectangl

34、e(); s1->show(); s2=new Circle(); s2->show();s3=new Circle();s3->show(); float sum=total(s,4);cout<<"上述圖形的面積和為：" cout<<sum<<endl;return 0;第6章習題答案填空題(1)函數(shù)(2)非靜態(tài)成員函數(shù) 友員函數(shù)(3)少(4) 對象的引用(5) 整型(6) 多選擇題(1)B (2)C (3) A (4)C判斷題 (1)t (2) f (3) t (4) f操作題(2)提示：需要聲明如下形式帶默認值的

35、構造函數(shù)：fraction(int x=0,int y=1); 需要定義一個成員函數(shù)去優(yōu)化分數(shù)，如化簡、不讓負號在分母處等。參考代碼如下：void fraction:optimization() int gcd,min,max; if(fenzi=0) /如分子為0，則分母為1后，返回 fenmu=1; return;gcd=(abs(fenzi)>abs(fenmu)?abs(fenmu):abs(fenzi);if(gcd=0) return;/以下用輾轉相除法求最大公約數(shù)if(abs(fenzi)>abs(fenmu) max=fenzi; min=fenmu; else m

36、in=fenzi; max=fenmu; do gcd=max%min; max=min; min=gcd; while(gcd!=0);fenzi/=max;fenmu/=max;if(fenzi<0&&fenmu<0) fenzi=-fenzi; fenmu=-fenmu; else if(fenzi<0&&fenmu>0) fenzi=fenzi; fenmu=fenmu; else if(fenzi>0&&fenmu>0) fenzi=fenzi; fenmu=fenmu; if(fenzi>0&

37、amp;&fenmu<0) fenzi=-fenzi; fenmu=-fenmu; (3) 提示：分數(shù)化簡后再比較。/第六章 例題：6.3#include <iostream>using namespace std;class complexpublic:complex(double r=0.0,double i=0.0);complex operator +(complex c);complex operator -(complex c);void display();private:double real,imag;complex complex:(double

38、)第7章習題答案名詞解釋題函數(shù)模板：一個帶類屬參數(shù)的函數(shù)。類模板：一個帶類屬參數(shù)的類模板函數(shù)：通過參數(shù)實例化可以再構造出具體的函數(shù)。模板類：通過參數(shù)實例化可以再構造出具體的類。填空題(1) 函數(shù)模板 類模板(2) template(3) class typename(4) 類屬參數(shù) 類似(5) 沒有(6) 類模板(7) 順序容器 關聯(lián)容器(8) 輸入迭代器 輸出迭代器 前向迭代器 雙向迭代器 隨機訪問迭代器選擇題(1) A (2) A (3) AB (4) C (5) ABD判斷題(1) t (2) f (3) t (4) f (5) f 程序設計題(1)（xt7_1.cpp）(2)（xt7_

39、2.cpp）第8章習題答案填空題(1)流 流類(2) 標準輸入(3) cin cout cerr clog(4)fstream.h(5) ios類的成員函數(shù) 使用控制符(6) 順序文件 隨機讀寫文件(7) 輸入文件流 輸出文件流 輸入/輸出文件流(8)一個指定的文件(9)0(10) read write選擇題(1)B (2) A (3) BCD (4)C (5) A (6) C (7) AB (8) AD BC(9)D (10)B (11)A (12) BC (13) C (14)C (15)BCD (16) C判斷題(1) f (2) t (3)t (4)f (5) t (6) f 簡答題(1) 從流類庫的基本結構可以看到，ios類是istream類和ostream類的基類，從ios類公有派生istream和ostream兩個類，而iostream類通過多重繼承istream類和ostream類而產生的。如果不將ios類作為其派