《C面向对象程序设计》习题与上机解答-提交稿-陈维兴.doc
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1、 C+面向对象程序设计习题与上机实验题解答陈维兴 陈昕 编著人民邮电出版社 目 录第1章 面向对象方法概述1.1 习题参考解答第2章 C+的初步知识2.1 习题参考解答2.2 上机实验题参考解答第3章 类和对象3.1 习题参考解答3.2 上机实验题参考解答第4章 类和对象的进一步讨论4.1 习题参考解答4.2 上机实验题参考解答第5章 继承与派生5.1 习题参考解答5.2 上机实验题参考解答第6章 多态性与虚函数6.1 习题与参考解答6.2 上机实验题与参考解答第7章 运算符重载7.1 习题参考解答7.2 上机实验题参考解答第8章 模板8.1 习题参考解答8.2 上机实验题参考解答第9章 C+
2、的输入和输出9.1 习题参考解答9.2 上机实验题参考解答第10章 异常处理和命名空间10.1 习题参考解答10.2 上机实验题参考解答第11章 综合设计与实现11.1 习题参考解答11.2 上机实验题参考解答第1章 面向对象方法概述1.1 习题参考解答【1.1】【解】面向过程程序设计的主要特征是:程序由过程定义和过程调用组成(所谓过程,简单地说,就是程序执行某项操作的一段代码,函数是最常用的过程。),从这个意义出发, 基于面向过程的程序可以用以下的公式来表述:程序 = 过程 + 调用【1.2】 【解】面向过程程序设计中普遍采用的优化方法是使用结构化程序设计方法,其局限性至少有以下几个方面:
3、(1) 面向过程程序设计方法开发软件的生产效率低下(2) 面向过程程序设计方法难以应付日益庞大的信息量和多样的信息类型 (3) 面向过程程序设计方法难以适应各种新环境【1.3】 【解】 面向对象程序设计是一种新的程序设计范型。这种范型的主要特征是:程序 = 对象 + 消息对于面向对象的程序设计,程序员注重的是类的设计和编写,即问题域中涉及几个类,各个类之间的关系如何,每个类包含哪些数据和函数(操作代码),再由类生成其对象。程序中的一切操作都是通过向对象发送消息来实现的,对象接收到消息后,启动有关方法(通过成员函数)完成相应的操作。【1.4】 【解】现实世界中的对象,具有以下特性:(1) 有一个
4、名字:每一个对象必须有一个名字,称为对象名,以区别于其他对象;(2) 有一组属性:用属性来描述它的某些特征,一般可以用数据来表示,所有的属性都有值;(3) 有一组行为: 对象的行为或功能也称为方法,一般用一组操作来描述;(4) 有一组接口:除施加于对象内部的操作外,对象还提供了一组公有操作用于与外界接口,从而可以与其他对象建立关系。【1.5】【解】在面向对象程序设计中,对象是描述其属性的数据以及对这些数据施加的一组操作封装在一起构成的统一体。“类”就是具有相同的数据(属性)和相同的操作代码(函数)的一组对象的集合。类和对象之间的关系是抽象和具体的关系。类是多个对象进行综合抽象的结果,一个对象是
5、类的一个实例。【1.6】 什么是消息?【解】面向对象程序设计技术必须提供一种机制允许一个对象与另一个对象的交互。这种机制叫消息传递。一个对象向另一个对象发出的请求被称为“消息”。【1.7】 【解】在面向对象程序设计中的消息传递实际是对现实世界中的信息传递的直接模拟。调用对象中的函数就是向该对象传送一个消息,要求该对象实现某一行为(功能)。对象所能实现的行为(功能),在程序设计方法中称为方法,它们是通过调用相应的函数来实现的,在C+语言中方法是通过成员函数来实现的。【1.8】 【解】在面向对象程序设计中,抽象是通过特定的实例(对象)抽取共同特性后形成概念的过程。C和C+中的数据类型就是对一批具体
6、的数的抽象。例如,“整型数据”是对所有整数的抽象。封装是面向对象程序设计方法的一个重要特性,所谓封装具有两方面的含义:一是将有关的数据和操作代码封装在一个对象中,各个对象相对独立、相不干扰。二是将对象中某些数据与操作代码对外隐蔽,即隐蔽其内部细节,只留下少量接口,以便与外界联系,接收外界的消息。这种对外界隐蔽的做法称为信息隐蔽。信息隐蔽有利于数据安全,防止无关人员访问和修改数据。【1.9】 【解】以面向对象程序设计的观点,继承所表达的是类之间相关的关系。这种关系使得某一类可以继承另外一个类的特征和能力。若类之间具有继承关系,则它们之间具有下列几个特性: (1) 类间具有共享特征(包括数据和操作
7、代码的共享); (2) 类间具有差别或新增部分(包括非共享的数据和操作代码); (3) 类间具有层次结构。【1.10】 【解】从继承源来分,继承分为单继承和多继承。单继承是指每个派生类只直接继承了一个基类的特征。例如,图1.1表示了一种单继承关系。它表示Windows操作系统的窗口之间的继承关系。 窗口对话窗口编辑窗口 图1.1 单继承示意图多继承是指多个基类派生出一个派生类的继承关系。多继承的派生类直接继承了不止一个基类的特征。例如,小孩喜欢的玩具车即继承了车的一些特性,还继承了玩具的一些特征。如图1.2所示。 车 玩具 玩具车图1.2 多继承示意图【1.11】【解】多态性是面向对象程序的重
8、要特征。多态性是指不同的对象收到相同的的消息时执行不同的操作。例如,我们同样双击Window系统桌面上的图标时,有的是打开多媒体播放器,有的是打开资源管理器。多态性增强了软件的灵活性和重用性,为软件的开发与维护提供了极大的便利。尤其是采用了虚函数和动态联编机制后,允许用户以更为明确、易懂的方式去建立通用的软件。【1.12】 【解】面向对象程序设计的优点主要包括以下几个方面:(1) 可提高程序的重用性面向对象程序设计方法能比较好地解决软件重用的问题。对象所固有的封装性和信息隐藏等机理,使得对象内部的实现与外界隔离,具有较强的独立性,它可以作为一个大粒度的程序构件,供同类程序直接使用。有两种方法可
9、以重复使用一个对象类:一种方法是建立在各种环境下都能使用的类库,供相关程序直接使用;另一种方法是从它派生出一个满足当前需要的新类。继承性机制使得子类不仅可以重用其父类的数据和程序代码,而且可以在父类代码的基础上方便地修改和扩充,这种修改并不影响对原有类的使用。(2) 可控制程序的复杂性面向对象程序设计方法采用了封装和信息隐藏技术,把数据及对数据的操作放在一个个类中,作为相互依存、不可分割的整体来处理。这样,在程序中任何要访问这些数据的地方都只需简单地通过传递信息和调用方法来进行,这就有效地控制了程序的复杂性。(3) 可改善程序的可维护性在面向对象程序设计方法中,对对象的操作只能通过消息传递来实
10、现,所以只要消息模式即对应的方法界面不变,方法体的任何修改不会导致发送消息的程序修改,这显然对程序的维护带来了方便。另外,类的封装和信息隐藏机制使得外界对其中的数据和程序代码的非法操作成为不可能,这也就大大地减少了程序的错误率。(4) 能够更好地支持大型程序设计类是一种抽象的数据类型,所以类作为一个程序模块,要比通常的子程序的独立性强的多,面向对象技术在数据抽象上又引入了动态连接和继承性等机制,进一步发展了基于数据抽象的模块化设计,使其更好地支持大型程序设计。(5) 增强了计算机处理信息的范围面向对象程序设计方法把描述事物静态属性的数据结构和表示事物动态行为的操作放在一起构成一个整体,完整地、
11、自然地表示客观世界中的实体。用类来直接描述现实世界中的类型,可使计算机系统的描述和处理对象从数据扩展到现实世界和思维世界的各种事物,这实际上大大扩展了计算机系统处理的信息量和信息类型。第2章 C+的初步知识2.1 习题参考解答【2.1】【解】C+语言的主要特点表现在两个方面,一是全面兼容C,并对C的功能作了不少扩允,二是增加了面向对象的机制。具体表现为:(1) C+是C的超集,C+保持与C的兼容,这就使许多C代码不经修改就可以为C+所用,用C编写的众多的库函数和实用软件基本上可以不加修改地用于C+。(2) C+ 是一个更好的C,它保持了C的简洁、高效和接近汇编语言等特点,并对C的功能作了不少扩
12、允。用C+编写的程序比C更安全,可读性更好,代码结构更为合理。(3) 用C+编写的程序质量高,从开发时间、费用到形成的软件的可重用性、可扩充性、可维护性和可靠性等方面有了很大的提高,使得大中型的程序开发变得更加容易。(4) 增加了面向对象的机制, C+几乎支持所有的面问对象程序设计特征,体现了近20年来在程序设计和软件开发领域出现的新思想和新技术。C+语言最有意义的方面是支持面向对象的特征,然而,由于C+与C保持兼容,使得C+不是一个纯正的面向对象的语言,C+既可用于面向过程的结构化程序设计,也可用于面向对象的程序设计。【2.2】 【解】#include /编译预处理命令using names
13、pace std; /使用命令空间stddouble circle(double r) /定义函数circle return 3.14*r*r;double triangle(double h,double w) /定义函数triangle return 0.5*h*w;int main() /定义主函数main double r,h,w; double cs,ts; coutrhw; /输入圆的半径和三角形高和底的值 cs= circle(r); /调用函数circle ts= triangle(h,w); /调用函数trianglecoutThe area of circle is: cs
14、endl; /输出圆的面积 coutThe area of triangle is:ts; /输出三角形的面积 return 0;程序的一次运行结果如下:Input r,h,w:10 20 10The area of circle is: 314The area of triangle is:100【2.3】【解】B【2.4】【解】C【2.5】【解】C【2.6】【解】C【2.7】 【解】C【2.8】【解】A【2.9】【解】B【2.10】 【解】D【2.11】【解】D【2.12】【解】 C【2.13】【解】 D说明:“int *p=new int(5);”表示动态分配1个整型内存空间,初值为5;
15、“int *p=new int5;”表示动态分配5个整型内存空间;“int *p=new int;”表示动态分配1个整型内存空间;“int *p=new int5(0)”想给一个数组分配内存空间时,对数组进行初始化,这是不允许的。【2.14】 【解】 D说明:name被定义为指向常量的常指针, 这个指针变量所指的地址不能改变,它所指向的地址中的数据也不能改变。“name3=a;”修改了name所指向的地址中的数据,“name=lin;”和“name=new char5;”修改了name所指的地址,只有D输出一个字符是正确的。【2.15】 【解】 A说明:name被定义常指针,它所指向的地址中的
16、数据能改变,但它所指的地址不能改变。“name3=q;”修改了name所指向的地址中的数据,是正确的。而“name=lin;”、“name=new char5;”和“name=new char(q);”以不同的方法修改了name所指的地址,都是错误的。【2.16】【解】 A说明:name被定义指向常量的指针, 它所指向的地址中的数据不能改变,但它所指的地址可以修改,而“name3=q;”修改了name所指向的地址中的数据,是错误的。“name=lin;” 、“name=new char5;”和“name= new char(q)”以不同的方法修改了name所指的地址,都是正确的。【2.17】【
17、解】C【2.18】【解】 D说明:C+中不能建立引用数组和指向引用的指针,也不能建立引用的引用。所以A、B、C是错误的,D是正确的。【2.19】【解】A【2.20】【解】B【2.21】【解】(1) 这两个函数原型是等价的,因为函数原型中的参数名可以缺省。(2) 这两个函数的第一行是不等价的,函数的第一行中必须包含参数名。【2.22】【解】不可能通过编译的原因是:在程序中,当一个函数的定义在后,而对它的调用在前时,必须将该函数的原型写在调用语句之前,而在本程序中缺少函数原型语句。在语句“using namespace std;”后加上函数原型语句“sum(int a,int b);”就可通过编译
18、。【2.23】【解】本程序的运行结果如下:x+y=65【2.24】【解】本程序的运行结果如下:101说明: 在语句“:i=i+1;”中赋值号左边“:i”的中i是全局变量,赋值号右边的i是局部变量。所以执行该语句的结果是将局部变量i的值加1(即101)后赋值给全局变量i。【2.25】【解】本程序的运行结果如下:10 10说明:函数f(&m,n)中 第1个参数是引用参数, 引用参数是一种按地址传递参数的方法,对其的调用是传地址调用;而第2个参数是变量参数,对它的调用是传值调用。所以调用函数f后, 实参a的值被改为10, 实参b的值不变,仍为10。【2.26】【解】本程序的运行结果如下:1020说明
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