实验 5：类与对象3

一、实验目的

• 掌握 string 类和 vector 模板的基本用法
• 掌握动态内存分配
• 理解浅复制和深复制
• 掌握指针和引用的基础用法
• 灵活应用上述内容编程解决实际问题

二、实验准备

实验前，请围绕以下内容复习/学习指定内容

• string 类和 vector 模板的基本用法
  • 学习教材 6.4 节、6.6 节及微视频（二维码见第 6 章课件）
  • 关于 string 类和 vector 更丰富的用法，请自行查阅参考资料和工具书
• new 和 delete 用法、指针及浅复制、深复制
  结合教材示例 6-18，6-21，6-22，理解相关知识在这些示例中的应用

三、实验内容

• string 类和 vector 模板基本用法

• 自行练习第 6 章课件中关于 string 类和 vector 模板的基本用法
• 阅读程序，理解程序功能，观察 vector 在其中的简单应用。
  • 运行 ex1.cpp，输入任意整数，运行观察结果。
  • 运行 ex2.cpp，分别输入 20，50，100 运行程序三次，结合运行结果，理解程序功能。
  • 编程练习
    根据注释，补足程序 ex3.cpp，并运行查看结果

• 指针基础知识
  • 习题 6-17
  • 习题 6-18
• 实现一个动态矩阵类 Matrix（类的声明见 matrix.h）。实现 Matrix 类，并编写代码完
  成测试。
  提示：
  • 相关例题参考：教材例 6-22，例 7-9
  • 注意浅复制、深复制问题
• 期中考试 3 道编程题（考试时未完成或编写存在不完善的部分，请在本次实验中补上，题目见课程公共邮箱）

四、实验结论

1. 实验内容 1

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#define rap(a,b)for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
// 函数声明 
void output1(vector<string> &);  
void output2(vector<string> &);  
int main()
{
	vector<string>likes, dislikes; // 创建vector<string>对象likes和dislikes
	string sekil[]={"book", "music", "film", "paintings","anime","sport","sportsman"};
	string sekilsid[]={"hana","dori","kaze","tsuki","doki","wutsirori"}; 
	// 为vector<string>数组对象likes添加元素值 ( favorite book, music, film, paintings,anime,sport,sportsman,etc) 
	// 补足代码 
	// 。。。 
	rap(i,7)likes.push_back(sekil[i]);
	cout << "-----I like these-----" << endl;
	// 调用子函数输出vector<string>数组对象likes的元素值 
	// 补足代码
	// 。。。 
	output1(likes);	
	// 为vector<string>数组对象dislikes添加元素值 
	// 补足代码 
	// 。。。 
	rap(i,6)dislikes.push_back(sekilsid[i]);	
	cout << "-----I dislike these-----" << endl;
	// 调用子函数输出vector<string>数组对象dislikes的元素值 
	// 补足代码
	// 。。。 
	output2(dislikes);	
	// 交换vector<string>对象likes和dislikes的元素值 
	// 补足代码
	// 。。。 
	swap(likes,dislikes);	
	cout << "-----I likes these-----" << endl;
	// 调用子函数输出vector<string>数组对象likes的元素值 
	// 补足代码
	// 。。。 
	output1(likes);	
	cout << "-----I dislikes these-----" << endl;
	// 调用子函数输出vector<string>数组对象dislikes的元素值 
	// 补足代码
	// 。。。 
	output2(dislikes);							
	return 0;
}
// 函数实现 
// 以下标方式输出vector<string>数组对象v的元素值  
void output1(vector<string> &v) {
	rap(i,v.size())cout<<v[i]<<endl;
	// 补足程序
	// 。。。 
}
// 函数实现
// 以迭代器方式输出vector<string>数组对象v的元素值 
void output2(vector<string> &v) {
	for(vector<string>::iterator it = v.begin();it!=v.end();++it)cout<<(*it)<<endl;
	// 补足程序
	// 。。。 
}

2. 实验内容 2

• 6-17
  错误原因：指针没有赋予初值地址，便改变所指向地址的值

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
	int *p;
	p=new int (1); 
	*p=9;
	cout<<"The value at p:"<<*p;
        delete p;
	return 0;
} 

• 6-18
  错误原因：给指针分配的内存没有被释放

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int fn1(){
	int *p=new int(5);
	return *p;
}
int main(){
	int a=fn1();
	cout<<"the value of a is:"<<a;
        delete a;
	return 0;
}

3. 实验内容 3

• Matrix.h

#ifndef MATRIX_H
#define MATRIX_H
class Matrix {
	public:
		Matrix(int n); // 构造函数，构造一个n*n的矩阵 
		Matrix(int n, int m); // 构造函数，构造一个n*m的矩阵 
		Matrix(const Matrix &X); // 复制构造函数，使用已有的矩阵X构造 
		~Matrix(); //析构函数 
		void setMatrix(const float *pvalue); // 矩阵赋初值,用pvalue指向的内存块数据为矩阵赋值 
		void printMatrix() const; // 显示矩阵
		inline float &element(int i, int j){return *(p+((i-1)*cols)+j-1);} //返回矩阵第i行第j列元素的引用
		inline float element(int i, int j) const{return *(p+((i-1)*cols)+j-1);}// 返回矩阵第i行第j列元素的值 
		void setElement(int i, int j, int value); //设置矩阵第i行第j列元素值为value
		inline int getLines() const{return lines;} //返回矩阵行数 
		inline int  getCols() const{return cols;} //返回矩阵列数 
	private:
		int lines;    // 矩阵行数
		int cols; 	 // 矩阵列数 
		float *p;   // 指向存放矩阵数据的内存块的首地址 
};
#endif

• Matrix.cpp

#include<bits/stdc++.h>
#include "matrix.h"
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a) 
using namespace std;
Matrix::Matrix(int n){ // 构造函数，构造一个n*n的矩阵 
	cols=lines=n;
	float **mat= new float *[lines];
	rap(i,lines)mat[i]=new float[cols];
	p=new float[n*n];
	rap(i,lines)memcpy(p+(i*cols),mat[i],cols*sizeof(float));
}
Matrix::Matrix(int n, int m){// 构造函数，构造一个n*m的矩阵 
	lines=n;
	cols=m;
	float **mat= new float *[lines];
	rap(i,lines)mat[i]= new float[cols];
	p=new float[n*m];
	rap(i,lines)memcpy(p+(i*cols),mat[i],cols*sizeof(float));
}
Matrix::Matrix(const Matrix &X){ // 复制构造函数，使用已有的矩阵X构造
	cols=X.cols;
	lines=X.lines;
	p=new float[cols*lines];
	memcpy(p,X.p,cols*lines*sizeof(float));
}
void Matrix::setMatrix(const float *pvalue){ // 矩阵赋初值,用pvalue指向的内存块数据为矩阵赋值 
	rap(i,lines)
		rap(j,cols)*(p+(i*cols)+j)=*(pvalue+(i*cols)+j);
}
void Matrix::printMatrix() const{
	rap(i,lines)
    {
         rap(j,cols)
          cout<<*(p+(i*cols)+j)<<" ";
        cout<<endl;
    } 
}  
Matrix::~Matrix(){
	delete p;
}
void Matrix::setElement(int i, int j, int value){
	*(p+((i-1)*cols)+j-1)=value;
}

• Main.cpp

#include<bits/stdc++.h>
#include"matrix.h"
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a) 
using namespace std;
int main(){
	float **mat= new float *[4];
	rap(i,4) mat[i]=new float [5];
	rap(i,4)rap(j,5)mat[i][j]=i*5+j;
	float *tmp=new float[4*5];
	rap(i,4)memcpy(tmp+(i*5),mat[i],5*sizeof(float));
	Matrix c(2);
	cout<<"Testing PrintMatrix Func"<<endl;
	c.printMatrix();
	Matrix a(4,5);
	a.setMatrix(tmp);
	cout<<"Testing setMatrix Func"<<endl;
	a.printMatrix();
	Matrix b(a);
	cout<<"Testing CopyMatrix Func"<<endl;
	b.printMatrix();
	cout<<"Testing setElement Func"<<endl;
	a.setElement(1,1,666);
	a.printMatrix();
	cout<<"Testing whether B's data changes after changing A's data:"<<endl;
	b.printMatrix();
	cout<<"Testing Print element func:"<<endl;
	cout<<a.element(1,1)<<endl;
	cout<<"Testing Print element's path func:"<<endl;
	float *tmp2=&a.element(1,1);
	cout<<tmp2<<endl;
	cout<<"Testing Print A's line num"<<endl;
	cout<<a.getLines()<<endl;
	cout<<"Testing Print A's cols num"<<endl;
	cout<<a.getCols()<<endl;
	delete tmp;
	rap(i,4)delete mat[i];
	delete []mat; 
	return 0;
}

• Output:
  

4. 期中考试

• Dice:
  • Dice.cpp

#include<bits/stdc++.h>
#define rap(a,b) for(int a=0;a<b;++a)
using namespace std;
class Dice {
	private:
		int sides;
	public:
		Dice(int n):sides(n) {
		}
		int cast();
};
int Dice::cast() {
	return rand()%sides+1;
}
int main() {
	srand(time(NULL));
	Dice mine(40);
	rap(j,5) {
		double p=0;
		int co=0;
		rap(i,500) {
			if (mine.cast()==26)co++;
		}
		p=(double)co/500.0;
		cout<<"第"<<j<<"次学号 20161334026 被抽中的概率是："<<p<<endl;
	}
	return 0;
}

- Output:

• Users:
  • Users.h

#ifndef _User_h
#define _User_h
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class User{
	private:
		int id;
		string name;
		string password;
		static int CurrentID;
		static User *nowID;
	public:
		User(string a,string b="111111"){
			name=a;
			password=b;
			CurrentID++;
			id=CurrentID;
			nowID=this;
		}
		void PrintInfo(){
			cout<<"ID: "<<id<<" Name: "<<name<<" Password: "<<password<<endl;
		}
		bool ChangePassword();
		static void ShowCurrent(){
			cout<<"CurrentID: "<<CurrentID<<" ";
			nowID->PrintInfo();
		}
};
#endif

- Users.cpp

#include"User.h"
int User::CurrentID=999;
User User::nowID=User("1"); 
bool User::ChangePassword(){
	cout<<"Plz input old password!"<<endl;
	string tmp;
	int i=0;
	while(i++!=3)
	{
		cin>>tmp;
		if(tmp==password){
			cout<<"Plz input new password!"<<endl;
			cin>>tmp;
			password=tmp;
			cout<<"Change Successfully"<<endl;
			return 1;
		}
		else cout<<"Wrong Input"<<endl;
	}
	cout<<"Wront Input more than 3 times, Plz try again!"<<endl;
	return 0;
}

- Main.cpp

#include<bits/stdc++.h>
#include"User.h"
int main(){
	cout<<"新建用户shy，密码20161334026"<<endl;
	User a("shy","20161334026");
	cout<<"打印新建用户的信息`"<<endl;
	a.PrintInfo();
	cout<<"新建用户shy2，密码4026"<<endl;
	User b("shy","4026");
	User c("shy","4026");
	b.PrintInfo();
	b.ShowCurrent();
	return 0;
}

- Output

• Book:
  • Book.cpp

#include "book.h"
#include <iostream> 
#include <string>
using namespace std;
Book::Book(string isbnX, string titleX, float priceX){
	isbn=isbnX;
	title=titleX;
	price=priceX;
}
void Book::print(){
	cout<<"Isbn: "<<isbn<<" Title: "<<title<<" Price: "<<price<<endl;
}

- Book.h

#ifndef BOOK_H
#define BOOK_H
#include <string>
using std::string;
class Book {
	public:
		Book(string isbnX, string titleX, float priceX);  //构造函数  
		void print(); // 打印图书信息 
	private:
		string isbn;
		string title;
		float price;
};
#endif

- Main.cpp

#include "book.h"
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	vector<Book>a;
	string isbn, title;
	float price;
	while(1){
		cin>>isbn>>title>>price;
		if(isbn=="0"&&title=="0"&&price==0) break;
		Book tmp(isbn,title,price);
		a.push_back(tmp);
	}
	cout<<"Data
";
	for(int i=0;i<a.size();++i)a[i].print();
	return 0;
}
/*input
978-7-302-22798-4 cp 56.00
978-7-302-22798-5 cpa 53.00
978-7-302-22798-3 cpb 54.00
978-7-302-22798-2 cpc 55.00
0 0 0
*/

- Output：