C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

PAGEC++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)ExperimentsofC++Programming課程名稱 C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 一六學(xué)時(shí) 課程質(zhì) 選修課先修課程 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)目地與任務(wù) C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)專業(yè)地重要選修課程,是學(xué)生理解與掌握面向?qū)ο笏枷氲刂匾h(huán)節(jié)。通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉C++地基本概念與編程環(huán)境,掌握面向?qū)ο蟮叵到y(tǒng)分析,軟件設(shè)計(jì)與對(duì)象建模地方法,掌握C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)地實(shí)際開發(fā)過(guò)程。使學(xué)生能夠用C++面向?qū)ο蟮馗拍蠲枋龌舅惴?編寫小型應(yīng)用程序,為后續(xù)課程打下良好地面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)地基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本課程課內(nèi)安排上機(jī)實(shí)驗(yàn)四次,每次四學(xué)時(shí)。由于C++是一門實(shí)踐很強(qiáng)地計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,僅僅靠課內(nèi)實(shí)驗(yàn)上機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠地,因此要求學(xué)生利用課余時(shí)間多上機(jī)實(shí)踐。課內(nèi)上機(jī)實(shí)驗(yàn)地內(nèi)容建議如下:實(shí)驗(yàn)一C++編程環(huán)境及面向過(guò)程地隊(duì)列編程（四學(xué)時(shí)）整型隊(duì)列是一種先先出地存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)其行地操作通常包括:向隊(duì)列尾部添加一個(gè)整型元素,從隊(duì)列首部移除一個(gè)整型元素等。整型循環(huán)隊(duì)列類型Queue及其操作函數(shù)采用非面向?qū)ο蟮谻語(yǔ)言定義,請(qǐng)將完成上述操作地所有如下函數(shù)采用C語(yǔ)言編程,然后寫一個(gè)main函數(shù)對(duì)隊(duì)列地所有操作函數(shù)行測(cè)試,請(qǐng)不要自己添加定義任何新地函數(shù)成員與數(shù)據(jù)成員。#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<string.h>structQueue{int*constelems; //elems申請(qǐng)內(nèi)存用于存放隊(duì)列地元素 constintmax; //elems申請(qǐng)地最大元素個(gè)數(shù)maxinthead,tail; //隊(duì)首head與尾tail,隊(duì)空head=tail;初始head=tail=零};voidinitQueue(Queue*constp,intm); //初始化p指隊(duì)列:最多申請(qǐng)m個(gè)元素voidinitQueue(Queue*constp,constQueue&s);//用s深拷貝初始化p指隊(duì)列voidinitQueue(Queue*constp,Queue&&s);//用s移動(dòng)初始化p指隊(duì)列intnumber(constQueue*constp); //返回p指隊(duì)列地實(shí)際元素個(gè)數(shù)intsize(constQueue*constp); //返回p指隊(duì)列申請(qǐng)地最大元素個(gè)數(shù)maxQueue*constenter(Queue*constp,inte);//將e入隊(duì)列尾部,并返回pQueue*constleave(Queue*constp,int&e);//從隊(duì)首出元素到e,并返回pQueue*constassign(Queue*constp,constQueue&q);//深拷貝賦s給隊(duì)列并返回pQueue*constassign(Queue*constp,Queue&&q);//移動(dòng)賦s給隊(duì)列并返回pchar*print(constQueue*constp,char*s);//打印p指隊(duì)列至s并返回svoiddestroyQueue(Queue*constp); //銷毀p指向地隊(duì)列編程時(shí)應(yīng)采用VS二零一九開發(fā),并將其編譯模式設(shè)置為X八六模式,其它需要注意地事項(xiàng)說(shuō)明如下:（一）用initQueue(Queue*constp,intm)對(duì)p指向地隊(duì)列初始化時(shí),為其elems分配m個(gè)整型元素內(nèi)存,并初始化max為m,以及初始化head=tail=零。（二）對(duì)于initQueue(Queue*constp,constQueue&q)初始化,用已經(jīng)存在地對(duì)象q深拷貝構(gòu)造新對(duì)象*p時(shí),新對(duì)象*p不能與對(duì)象q地elems用同一塊內(nèi)存,新對(duì)象*p地elems需要分配與q為elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且將已經(jīng)存在q地elems地內(nèi)容深拷貝至新分配地內(nèi)存;新對(duì)象*p地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與已經(jīng)存在地對(duì)象s相同。（三）對(duì)于initQueue(Queue*constp,Queue&&q)初始化,用已經(jīng)存在地對(duì)象q移動(dòng)構(gòu)造新對(duì)象,新對(duì)象使用對(duì)象q為elems分配地內(nèi)存快,并將其max,head,tail設(shè)置成與s地對(duì)應(yīng)值相同,然后將s地elems設(shè)置為空表示內(nèi)存已經(jīng)移動(dòng)給新對(duì)象,將s地max,head,tail設(shè)置為零。（四）對(duì)于Queue*constassign(Queue*constp,constQueue&q)深拷貝賦值,用等號(hào)右邊地對(duì)象q深拷貝賦值給等號(hào)左邊地對(duì)象,等號(hào)左邊地對(duì)象如果已經(jīng)有內(nèi)存則應(yīng)先釋放以避免內(nèi)存泄漏,然后分配與對(duì)象q為elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且設(shè)置其max,head,tail與q地對(duì)應(yīng)值相同。（五）對(duì)于Queue*constassign(Queue*constp,Queue&&q)移動(dòng)賦值,若等號(hào)左邊地對(duì)象為elems分配了內(nèi)存,則先釋放改內(nèi)存一面內(nèi)存泄漏,然后使用等號(hào)右邊對(duì)象q為elems分配地內(nèi)存,并將其max,head,tail設(shè)置成與對(duì)象q地對(duì)應(yīng)值相同;對(duì)象q地elems設(shè)置為空指針以表示內(nèi)存被移走給等號(hào)左邊地對(duì)象,同時(shí)其max,head,tail均應(yīng)設(shè)置為零。（六）隊(duì)列應(yīng)實(shí)現(xiàn)為循環(huán)隊(duì)列,當(dāng)隊(duì)尾指針tail快要追上隊(duì)首指針head時(shí),即如果滿足(tail+一)%max=head,則表示表示隊(duì)列已滿,故隊(duì)列最多存放max-一個(gè)元素;而當(dāng)head=tail時(shí)則表示隊(duì)列為空。隊(duì)列空取出元素或隊(duì)列滿放入元素均應(yīng)拋出異常,并且保持其內(nèi)部狀態(tài)不變。（七）打印隊(duì)列時(shí)從隊(duì)首打印至隊(duì)尾,打印地元素之間以逗號(hào)分隔。第四章結(jié)束后安排。內(nèi)容為:一．熟悉C++地編程環(huán)境二．熟悉C++程序地編輯,編譯,鏈接,調(diào)試及運(yùn)行上機(jī)操作三．運(yùn)用面向過(guò)程地編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列四．重點(diǎn)掌握程序調(diào)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)二面向?qū)ο蟮卣完?duì)列編程（四學(xué)時(shí)）#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<string.h>classQUEUE{int*constelems; //elems申請(qǐng)內(nèi)存用于存放隊(duì)列地元素constintmax; //elems申請(qǐng)地最大元素個(gè)數(shù)為maxinthead,tail; //隊(duì)首head與尾tail,隊(duì)空head=tail;初始head=tail=零public:QUEUE(intm); //初始化隊(duì)列:最多申請(qǐng)m個(gè)元素QUEUE(constQUEUE&q); //用q深拷貝初始化隊(duì)列QUEUE(QUEUE&&q)noexcept; //用q移動(dòng)初始化隊(duì)列virtualoperatorint()constnoexcept; //返回隊(duì)列地實(shí)際元素個(gè)數(shù)virtualintsize()constnoexcept; //返回隊(duì)列申請(qǐng)地最大元素個(gè)數(shù)maxvirtualQUEUE&operator<<(inte); //將e入隊(duì)列尾部,并返回當(dāng)前隊(duì)列virtualQUEUE&operator>>(int&e); //從隊(duì)首出元素到e,并返回當(dāng)前隊(duì)列virtualQUEUE&operator=(constQUEUE&q);//深拷貝賦值并返回被賦值隊(duì)列virtualQUEUE&operator=(QUEUE&&q)noexcept;//移動(dòng)賦值并返回被賦值隊(duì)列virtualchar*print(char*s)constnoexcept;//打印隊(duì)列至s并返回svirtual~QUEUE(); //銷毀當(dāng)前隊(duì)列}編程時(shí)應(yīng)采用VS二零一九開發(fā),并將其編譯模式設(shè)置為X八六模式,其它需要注意地事項(xiàng)說(shuō)明如下:（一）用QUEUE(intm)對(duì)隊(duì)列初始化時(shí),為其elems分配m個(gè)整型元素內(nèi)存,并初始化max為m,以及初始化head=tail=零。（二）對(duì)于QUEUE(constQUEUE&q)深拷貝構(gòu)造函數(shù),在用已經(jīng)存在地對(duì)象q深拷貝構(gòu)造新對(duì)象時(shí),新對(duì)象不能用已經(jīng)存在地對(duì)象q地elems內(nèi)存,新對(duì)象地elems需要分配與q為elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且將q地elems地內(nèi)容深拷貝至新對(duì)象分配地內(nèi)存;新對(duì)象地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與q地對(duì)應(yīng)值相同。（三）對(duì)于QUEUE(QUEUE&&q)移動(dòng)構(gòu)造函數(shù),在用已經(jīng)存在地對(duì)象q移動(dòng)構(gòu)造新對(duì)象時(shí),新對(duì)象接受使用對(duì)象q為elems分配地內(nèi)存,并且新對(duì)象地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與對(duì)象q地對(duì)應(yīng)值相同;然后對(duì)象q地elems設(shè)置為空指針以表示內(nèi)存被移走,同時(shí)其max,head,tail均應(yīng)設(shè)置為零。（四）對(duì)于QUEUE&operator=(constQUEUE&q)深拷貝賦值函數(shù),在用等號(hào)右邊地對(duì)象q深拷貝賦值等號(hào)左邊地對(duì)象時(shí),等號(hào)左邊地對(duì)象若為elems分配了內(nèi)存,則應(yīng)先釋放內(nèi)存以避免內(nèi)存泄漏。等號(hào)左邊地對(duì)象不能用對(duì)象q地elems地同一塊內(nèi)存,應(yīng)為其elems分配與q為elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且將q地elems存儲(chǔ)地內(nèi)容拷貝至等號(hào)左邊對(duì)象分配地內(nèi)存;等號(hào)左邊對(duì)象地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與q地對(duì)應(yīng)值相同。（五）對(duì)于QUEUE&operator=(QUEUE&&q)noexcept移動(dòng)賦值函數(shù),在用已經(jīng)存在地對(duì)象q移動(dòng)賦值給等號(hào)左邊地對(duì)象時(shí),等號(hào)左邊地對(duì)象若為elems分配了內(nèi)存,則應(yīng)先釋放內(nèi)存以避免內(nèi)存泄漏。等號(hào)左邊地對(duì)象接受使用q為elems分配地內(nèi)存,并且等號(hào)左邊地對(duì)象地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與對(duì)象q地對(duì)應(yīng)值相同;對(duì)象q地elems然后設(shè)置為空指針以表示內(nèi)存被移走,同時(shí)其max,head,tail均應(yīng)置為零。（六）隊(duì)列應(yīng)實(shí)現(xiàn)為循環(huán)隊(duì)列,當(dāng)隊(duì)尾指針tail快要追上隊(duì)首指針head時(shí),即如果滿足(tail+一)%max=head,則表示表示隊(duì)列已滿,故隊(duì)列最多存放max-一個(gè)元素;而當(dāng)head=tail時(shí),則表示隊(duì)列為空。隊(duì)列空取出元素或隊(duì)列滿放入元素均應(yīng)拋出異常,并且保持其內(nèi)部狀態(tài)不變。（七）打印隊(duì)列時(shí)從隊(duì)首打印至隊(duì)尾,打印地元素之間以逗號(hào)分隔。第七章結(jié)束后安排。內(nèi)容為:一．熟悉類地定義方法,從實(shí)驗(yàn)一面向過(guò)程編程轉(zhuǎn)向面向?qū)ο缶幊潭煜っ嫦驅(qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法三．理解面向過(guò)程與面向?qū)ο蟮貐^(qū)別四．實(shí)現(xiàn)隊(duì)列類地構(gòu)造,析構(gòu),入隊(duì),出對(duì)等函數(shù)實(shí)驗(yàn)三面向?qū)ο蟮卣蜅＞幊蹋ㄋ膶W(xué)時(shí)）整型棧是一種先先出地存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)其行地操作通常包括:向棧頂壓入一個(gè)整型元素,從棧頂彈出一個(gè)整型元素等。整型棧類STACK采用之前定義地兩個(gè)QUEUE類模擬一個(gè)棧,其操作函數(shù)采用面向?qū)ο蟮谻++語(yǔ)言定義,請(qǐng)將完成上述操作地所有如下函數(shù)采用C++語(yǔ)言編程,然后寫一個(gè)main函數(shù)對(duì)棧地所有操作函數(shù)行測(cè)試,請(qǐng)不要自己添加定義任何新地函數(shù)成員與數(shù)據(jù)成員。classSTACK:publicQUEUE{QUEUEq;public:STACK(intm); //初始化棧:最多存放二m-二個(gè)元素STACK(constSTACK&s); //用棧s深拷貝初始化棧STACK(STACK&&s)noexcept; //用棧s移動(dòng)拷貝初始化棧intsize()constnoexcept; //返回棧地容量即二moperatorint()constnoexcept; //返回棧地實(shí)際元素個(gè)數(shù)STACK&operator<<(inte); //將e入棧,并返回當(dāng)前棧STACK&operator>>(int&e); //出棧到e,并返回當(dāng)前棧STACK&operator=(constSTACK&s); //深拷貝賦值并返回被賦值棧STACK&operator=(STACK&&s)noexcept;//移動(dòng)賦值并返回被賦值棧char*print(char*b)constnoexcept; //從棧底到棧頂打印棧元素~STACK()noexcept; //銷毀棧};編程時(shí)應(yīng)采用VS二零一九開發(fā),并將其編譯模式設(shè)置為X八六模式,其它需要注意地事項(xiàng)說(shuō)明如下:（一）在用STACK(intm)對(duì)棧初始化時(shí),為其基類與成員q地elems分配m個(gè)整型元素內(nèi)存,并初始化基類與成員q地max為m,以及初始化對(duì)應(yīng)地head=tail=零。（二）對(duì)于STACK(constSTACK&s)深拷貝構(gòu)造函數(shù),在用已經(jīng)存在地對(duì)象s深拷貝構(gòu)造新對(duì)象時(shí),新對(duì)象不能用s地基類與成員q為elems分配地內(nèi)存,新對(duì)象要為其基類與成員q地elems分配與s為其基類與成員q地elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且將s相應(yīng)地elems地內(nèi)容深拷貝至新對(duì)象為對(duì)應(yīng)elems分配地內(nèi)存;新對(duì)象應(yīng)設(shè)置其基類與成員q地max,head,tail與s地對(duì)應(yīng)值相同。（三）對(duì)于STACK(STACK&&s)noexcept移動(dòng)拷貝構(gòu)造函數(shù),在用已經(jīng)存在地對(duì)象s移動(dòng)構(gòu)造新對(duì)象時(shí),新對(duì)象接受使用s為其基類與成員q地對(duì)應(yīng)elems分配地內(nèi)存,并且新對(duì)象地max,head,tail應(yīng)與s地基類與成員q地對(duì)應(yīng)值相同;s地基類與成員q地elems設(shè)置為空指針以表示內(nèi)存被移走,同時(shí)其對(duì)應(yīng)地max,head,tail均應(yīng)置為零。（四）對(duì)于STACK&operator=(constSTACK&s)深拷貝賦值函數(shù),在用等號(hào)右邊地對(duì)象s深拷貝賦值等號(hào)左邊地對(duì)象s時(shí),等號(hào)左邊對(duì)象地基類與成員q不能用s地基類與成員q為elems分配地內(nèi)存,若等號(hào)左邊地對(duì)象為其基類與成員q地elems分配了內(nèi)存,則應(yīng)先釋放掉以避免內(nèi)存泄漏,然后為其elems分配與s為其基類與成員q地elems分配地同樣大小地內(nèi)存,并且將s對(duì)應(yīng)兩個(gè)elems地內(nèi)容拷貝至等號(hào)左邊對(duì)象對(duì)應(yīng)兩個(gè)elems地內(nèi)存;等號(hào)左邊對(duì)象地max,head,tail應(yīng)設(shè)置成與s基類與成員q地對(duì)應(yīng)值相同。（五）對(duì)于STACK&operator=(STACK&&s)noexcept移動(dòng)賦值,在用等號(hào)右邊地對(duì)象s移動(dòng)賦值給等號(hào)左邊地對(duì)象時(shí),等號(hào)左邊地對(duì)象如果已經(jīng)為其基類與成員q地elems分配了內(nèi)存,則應(yīng)先釋放以避免內(nèi)存泄漏,然后接受使用s地基類與成員q為elems分配地內(nèi)存,并且等號(hào)左邊對(duì)象地max,head,tail應(yīng)與s基類與成員q地對(duì)應(yīng)值相同;s基類與成員q地elems設(shè)置為空指針以表示內(nèi)存被移走,同時(shí)其對(duì)應(yīng)地max,head,tail均應(yīng)設(shè)置為零。（六）?？諒棾鲈鼗驐M壓入元素均應(yīng)拋出異常,并且保持其內(nèi)部狀態(tài)不變。（七）打印棧時(shí)從棧底打印到棧頂,打印地元素之間以逗號(hào)分隔。第一零章結(jié)束后安排。內(nèi)容為:一．掌握多態(tài)函數(shù)地定義方法二.掌握運(yùn)算符重載地方法三．掌握引用與深淺拷貝構(gòu)造,賦值等概念四．理解雙隊(duì)列模擬棧地基本操作,掌握繼承與聚合對(duì)象地函數(shù)調(diào)用方法五．實(shí)現(xiàn)支持移動(dòng)語(yǔ)義地棧實(shí)驗(yàn)四面向?qū)ο蟮鼐仃囘\(yùn)算編程（四學(xué)時(shí)）矩陣MAT是行列定長(zhǎng)地二維數(shù)組。常見(jiàn)地矩陣運(yùn)算包括矩陣地加,減,乘,轉(zhuǎn)置與賦值等運(yùn)算。請(qǐng)對(duì)矩陣MAT類地所有函數(shù)成員編程,并對(duì)隨后給出地main()函數(shù)行擴(kuò)展,以便完成矩陣及其重載地所有運(yùn)算符地測(cè)試。輸出矩陣元素時(shí)整數(shù)用"%六ld"或"%六lld"打印,浮點(diǎn)數(shù)用"%八f"或"%八lf"打印。至少要測(cè)試兩種實(shí)例類MAT<int>與MAT<longlong>。#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<iomanip>#include<exception>#include<typeinfo>#include<string.h>usingnamespacestd;template<typenameT>classMAT{ T*conste; //指向所有整型矩陣元素地指針 constintr,c; //矩陣地行r與列c大小public: MAT(intr,intc); //矩陣定義 MAT(constMAT&a); //深拷貝構(gòu)造 MAT(MAT&&a)noexcept; //移動(dòng)構(gòu)造 virtual~MAT()noexcept; virtualT*constoperator[](intr);//取r行地第一元素地址,越界拋異常 virtualMAToperator+(constMAT&a)const;//矩陣加法,不能加拋異常 virtualMAToperator-(constMAT&a)const;//矩陣減法,不能減拋異常 virtualMAToperator*(constMAT&a)const;//矩陣乘法,不能乘拋異常 virtualMAToperator~()const; //矩陣轉(zhuǎn)置 virtualMAT&operator=(constMAT&a); //深拷貝賦值運(yùn)算 virtualMAT&operator=(MAT&&a)noexcept; //移動(dòng)賦值運(yùn)算 virtualMAT&operator+=(constMAT&a); //"+="運(yùn)算 virtualMAT&operator-=(co