C++ Primer Plus （第六版）编程练习记录（chapter14 C++中的代码重用）
2024-05-14 02:36:47
1．Wine类有一个string类对象成员（参见第4章）和一个Pair对象（参见本章）；其中前者用于存储葡萄酒的名称，而后者有2个valarray对象（参见本章），这两个valarray对象分别保存了葡萄酒的酿造年份和该年生产的瓶数。例如，Pair的第1个valarray对象可能为1988、1992和1996年，第2个valarray对象可能为24、48和144瓶。Wine最好有1个int成员用于存储年数。另外，一些typedef可能有助于简化编程工作：
typedef std::valarry<int> ArrayInt;
typedef Pair<ArrayInt, ArrayInt> PairArray;
这样，PairArray表示的是类型Pair<std::valarray, std::valarray >。使用包含来实现Wine类，并用一个简单的程序对其进行测试。Wine类应该有一个默认构造函数以及如下构造函数：
Wine(const char* l, int y, const int yr[], const int bot[]);
Wine(const char* l, int y);
Wine类应该有一个GetBottles( )方法，它根据Wine对象能够存储几种年份（y），提示用户输入年份和瓶数。方法Label( )返回一个指向葡萄酒名称的引用。sum( )方法返回Pair对象中第二个valarray对象中的瓶数总和。
测试程序应提示用户输入葡萄酒名称、元素个数以及每个元素存储的年份和瓶数等信息。程序将使用这些数据来构造一个Wine对象，然后显示对象中保存的信息。
下面是一个简单的测试程序：
int main()
{cout << "Enter name of wine: ";char lab[50];cin.getline(lab, 50);cout << "Enter number of years: ";int yrs;cin >> yrs;Wine holding(lab, yrs);holding.GetBottles();holding.Show();const int YRS = 3;int y[YRS] = {1993, 1995, 1998};int b[YRS] = {48, 60, 72};Wine more("Gushing Grape Red", YRS, y, b);more.Show();cout << "Total bottle for " << more.Label()<<": " << more.sum() << endl;cout << "Bye\n";return 0;
}
下面是该程序的运行情况：
Enter name of wine: Gully Wash
Enter number of years: 4
Enter Gully Wash data for 4 year(s):
Enter year: 1988
Enter bottles for that year: 42
Enter year: 1994
Enter bottles for that year: 58
Enter year: 1998
Enter bottles for that year: 122
Enter year: 2001
Enter bottles for that year: 144
Wine: Gully WashYear Bottles1988 421994 581998 1222001 144
Wine: Gushing Grape RedYear Bottles1993 481995 601998 72
Total bottle for Gushing Grape Red: 180
Bye
//clss.h
#ifndef CLASS_H_
#define CLASS_H_
#include <iostream>
#include <valarray>
#include <string>class Wine
{typedef std::valarray<int> ArrayInt;typedef std::pair<ArrayInt, ArrayInt> PairArray;public:Wine(const char* l, int y, const int yr[], const int bot[]);Wine(const char* l, int y);~Wine() {};void GetBottles();std::string& Label();int sum()const;void Show()const;private:std::string label;PairArray info;int yearnum;
};#endif // !CLASS_H_
//class.cpp
#include"class.h"Wine::Wine(const char* l, int y, const int yr[], const int bot[])
{label = l;yearnum = y;info.first.resize(yearnum);info.second.resize(yearnum);for (int i = 0; i < y; i++) {info.first[i] = yr[i];info.second[i] = bot[i];}
}Wine::Wine(const char* l, int y)
{label = l;yearnum = y;
}void Wine::GetBottles()
{using namespace std;cout << "Enter " << label << " data for " << yearnum << " year(s):\n";info.first.resize(yearnum); //这一步非常重要，不重新设置长度的话会退出info.second.resize(yearnum);for (int i = 0;i < yearnum;i++){cout << "Enter year: ";cin >> info.first[i];cout << "Enter bottles for that year: ";cin >> info.second[i];}
}std::string& Wine::Label()
{return label;
}int Wine::sum() const
{return info.second.sum();
}void Wine::Show() const
{using namespace std;cout << "Wine: " << label << endl;;cout << "\tYear\tBottles\n";for (int i = 0;i < yearnum;i++){cout << '\t'<<info.first[i];cout << '\t' << info.second[i] << endl;}
}
//main.cpp
/* *************************************************
* 文件名：
* 创建人：px
* 创建时间：2020/5/6
* 描述：
************************************************* */
#include<iostream>
#include"class.h"
using namespace std;int main()
{cout << "Enter name of wine: ";char lab[50];cin.getline(lab, 50);cout << "Enter number of years: ";int yrs;cin >> yrs;Wine holding(lab, yrs);holding.GetBottles();holding.Show();const int YRS = 3;int y[YRS] = { 1993, 1995, 1998 };int b[YRS] = { 48, 60, 72 };Wine more("Gushing Grape Red", YRS, y, b);more.Show();cout << "Total bottle for " << more.Label()<< ": " << more.sum() << endl;cout << "Bye\n";return 0;
}
2．采用私有继承而不是包含来完成编程练习1。同样，一些typedef可能会有所帮助，另外，您可能还需要考虑诸如下面这样的语句的含义：
PairArray::operator=(PairArray(ArrayInt(),ArrayInt()));
cout<<(const string& )(*this);
您设计的类应该可以使用编程练习1中的测试程序进行测试。
//clss.h
#ifndef CLASS_H_
#define CLASS_H_
#include <iostream>
#include <valarray>
#include <string>typedef std::valarray<int> ArrayInt;
typedef std::pair<ArrayInt, ArrayInt> PairArray;class Wine :private std::string, private PairArray
{public:Wine(const char* l, int y, const int yr[], const int bot[]);Wine(const char* l, int y);~Wine() {};void GetBottles();std::string Label();int sum()const;void Show()const;private:int yearnum;
};#endif // !CLASS_H_
//class.cpp
#include"class.h"Wine::Wine(const char* l, int y, const int yr[], const int bot[]):std::string(l),yearnum(y),PairArray(ArrayInt(yr,y), ArrayInt(bot, y))
{}Wine::Wine(const char* l, int y):std::string(l),yearnum(y)
{}void Wine::GetBottles()
{using namespace std;cout << "Enter " <<std::string::c_str()<< " data for " << yearnum << " year(s):\n";PairArray::first.resize(yearnum);PairArray::second.resize(yearnum);for (int i = 0;i < yearnum;i++){cout << "Enter year: ";cin >> PairArray::first[i];cout << "Enter bottles for that year: ";cin >> PairArray::second[i];}
}std::string Wine::Label()
{std::string st = std::string::c_str();return st;
}int Wine::sum() const
{return PairArray::second.sum();
}void Wine::Show() const
{using namespace std;cout << "Wine: " << std::string::c_str() << endl;;cout << "\tYear\tBottles\n";for (int i = 0;i < yearnum;i++){cout << '\t'<<PairArray::first[i];cout << '\t' << PairArray::second[i] << endl;}
}
3．定义一个QueueTp模板。然后在一个类似于程序清单14.12的程序中创建一个指向Worker的指针队列（参见程序清单12.10中的定义），并使用该队列来测试它。
//clss.h
#ifndef CLASS_H_
#define CLASS_H_
#include <iostream>
#include <valarray>
#include <string>class Worker
{public:Worker() :fullname("no one"), id(0L) {};Worker(const std::string& s, long n) :fullname(s), id(n) {};~Worker() ;void Set(const char* name, long id);void Show()const ;private:std::string fullname;long id;
protected:virtual void Data()const;virtual void Get();
};template<typename T>
class QueueTp
{public:QueueTp(int qs = Q_SIZE);~QueueTp();bool isempty()const;bool isfull()const;int quequecount()const;bool enqueue(const T& item);bool dequeue(T& item);
private:struct Node { T item;struct Node* next;};enum { Q_SIZE = 10 };Node* front;Node* rear;int items;const int qsize;QueueTp(const QueueTp& q) :qsize(0) {}QueueTp& operator=(const QueueTp& q) { return *this; }
};
//模板类的实现必须在头文件里和模板类的声明一起，不能单独放到实现文件里
template<typename T>
QueueTp<T>::QueueTp(int qs) :qsize(qs)
{}template<typename T>
QueueTp<T>::~QueueTp()
{Node* temp;while (front != NULL){temp = front;front = front->next;delete temp;}
}template<typename T>
bool QueueTp<T>::isempty() const
{return items == 0;
}template<typename T>
bool QueueTp<T>::isfull() const
{return items == qsize;
}template<typename T>
int QueueTp<T>::quequecount() const
{return items;
}template<typename T>
bool QueueTp<T>::enqueue(const T& item)
{if (isfull())return false;Node* add = new Node;add->item = item;add->next = NULL;items++;if (front == NULL)front = add;elserear->next = add;rear = add;return true;
}template<typename T>
bool QueueTp<T>::dequeue(T& item)
{if (front == NULL)return false;item = front->item;items--;Node* detemp = front;front = front->next;delete detemp;if (items == 0)rear = NULL;return true;
}#endif // !CLASS_H_
//class.cpp
#include"class.h"
#include <string>
Worker::~Worker()
{}
void Worker::Set(const char* name, long num)
{fullname = name;id = num;
}
void Worker::Show() const
{using std::cout;using std::endl;cout << "Name: " << fullname << endl;cout << "ID: " << id << endl;
}
void Worker::Data() const
{std::cout << "Name: " << fullname << std::endl;std::cout << "Employee ID: " << id << std::endl;
}void Worker::Get()
{using std::cout;using std::cin;getline(cin, fullname);cout << "Enter worker's ID: ";cin >> id;while (cin.get() != '\n')continue;
}
//main.cpp
/* *************************************************
* 文件名：
* 创建人：px
* 创建时间：2020/5/6
* 描述：
************************************************* */
#include<iostream>
#include<string>
#include"class.h"int main()
{using namespace std;QueueTp<Worker> workerque;Worker w1("Tom", 10000);Worker w2("Mike", 10001);workerque.enqueue(w1);workerque.enqueue(w2);Worker temp;workerque.dequeue(temp);temp.Show();cout << "Bye.\n";return 0;
}
4．Person类保存人的名和姓。除构造函数外，它还有Show( )方法，用于显示名和姓。Gunslinger类以Person类为虚基类派生而来，它包含一个Draw( )成员，该方法返回一个double值，表示枪手的拔枪时间。这个类还包含一个int成员，表示枪手枪上的刻痕数。最后，这个类还包含一个Show( )函数，用于显示所有这些信息。
PokerPlayer类以Person类为虚基类派生而来。它包含一个Draw( )成员，该函数返回一个1～52的随机数，用于表示扑克牌的值（也可以定义一个Card类，其中包含花色和面值成员，然后让Draw( )返回一个Card对象）。PokerPlayer类使用Person类的show( )函数。BadDude( )类从Gunslinger和PokerPlayer类公有派生而来。它包含Gdraw( )成员（返回坏蛋拔枪的时间）和Cdraw( )成员（返回下一张扑克牌），另外还有一个合适的Show( )函数。
请定义这些类和方法以及其他必要的方法（如用于设置对象值的方法），并使用一个类似于程序清单14.12的简单程序对它们进行测试。
//class.h
#ifndef CLASS_H_
#define CLASS_H_
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Person
{public:Person(const string fn="none", const string ln="\0");virtual ~Person() {};void Data()const;virtual void Show()const;private:std::string firstname;std::string lastname;};class Gunslinger: virtual public Person
{public:Gunslinger(const string fn = "none", const string ln = "\0", int n = 0, double t = 0.0);~Gunslinger() {};void Data()const;double Draw();void Show()const;
private:int notches;double time;
};class PokePlayer:virtual public Person
{public:PokePlayer(const string fn = "none", const string ln = "\0");~PokePlayer() {};void Data()const;int Draw();
private:int pokenum;
};
class BadDude:public Gunslinger,public PokePlayer
{public:BadDude(const string fn = "none", const string ln = "\0", int n = 0, double t = 0.0);~BadDude() {};double Gdraw();int Cdraw();void Show()const;
};#endif // !CLASS_H_
//class.cpp
#include"class.h"Person::Person(const string fn, const string ln)
{firstname = fn;lastname = ln;
}void Person::Show() const
{Data();
}void Person::Data() const
{std::cout << "Full name: " << firstname << " " << lastname << '\n';
}Gunslinger::Gunslinger(const string fn, const string ln, int n,double t):Person(fn,ln),notches(n),time(t)
{}void Gunslinger::Data() const
{std::cout << "Notch(es): " << notches << std::endl;
}double Gunslinger::Draw()
{return time;
}void Gunslinger::Show() const
{Person::Data();Data();
}PokePlayer::PokePlayer(const string fn, const string ln):Person(fn,ln)
{pokenum = rand() % 52;
}void PokePlayer::Data() const
{std::cout << "Poke Number: " << pokenum << std::endl;
}int PokePlayer::Draw()
{return pokenum;
}BadDude::BadDude(const string fn, const string ln, int n, double t):Person(fn,ln),Gunslinger(fn,ln,n,t),PokePlayer(fn,ln)
{}double BadDude::Gdraw()
{int temp=Gunslinger::Draw();return temp;
}int BadDude::Cdraw()
{double temp = PokePlayer::Draw();return temp;
}void BadDude::Show() const
{Person::Data();Gunslinger::Data();PokePlayer::Data();
}
//main.cpp
/* *************************************************
* 文件名：
* 创建人：px
* 创建时间：2020/5/6
* 描述：
************************************************* */
#include<iostream>
#include<string>
#include"class.h"int main()
{using namespace std;const int SIZE = 3;Person* p[SIZE];int n;double t;for (int i = 0; i < SIZE; i++){char flag;cout << "Enter the person category:\n" << "g: Gunslinger p: PokerPlayer b: BadDude q: Quit\n";cin >> flag;while (strchr("gpbq", flag) == NULL){cout << "Please enter a g, p, b, or q: ";cin >> flag;}if (flag == 'q'){break;}cin.get(); //清除换行符string fname;string lname;cout << "Please enter the first name: ";getline(cin, fname);cout << "Please enter the last name: ";getline(cin, lname);switch (flag){case 'g':cout << "Enter notch(es): ";cin >> n;cout << "Enter time of gun: ";cin >> t;p[i] = new Gunslinger(fname, lname, n, t);break;case 'p':p[i] = new PokePlayer(fname, lname);break;case 'b':cout << "Enter notch(es): ";cin >> n;cout << "Enter time of gun: ";cin >> t;p[i] = new BadDude(fname, lname, n, t);break;}}cout << "\nHere is your person:\n";for (int i = 0; i < SIZE; i++){cout << endl;p[i]->Show();}for (int i = 0; i < SIZE; i++)delete p[i];cout << "Bye\n";system("pause");return 0;
}
5．下面是一些类声明：
#include <iostream>
#include <string>
class AbstrEmp
{private:string _fname;string _lname;string _job;
public:AbstrEmp();AbstrEmp(const std::string& fn, const string& ln, const string& j);virtual void showAll()const;virtual void setAll();friend ostream& operator<<(ostream& os, const AbstrEmp& e);virtual ~AbstrEmp() = 0;
};
class Employee : public AbstrEmp
{public:Employee();Employee(const string& fn, const string& ln, const string& j);virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};class Manager : virtual public AbstrEmp
{private:int _inchargeof;
protected:int inChargeOf()const{return _inchargeof;}int& inChargeOf(){return _inchargeof;}
public:Manager();Manager(const string& fn, const string& ln, const string& j0, int ico = 0);Manager(const AbstrEmp& e, int ico);Manager(const Manager& m);virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};class Fink : virtual public AbstrEmp
{private:string _reportsto;
protected:const string reportsTo() const{ return _reportsto; }string& reportsTo(){ return _reportsto; }
public:Fink();Fink(const string& fn, const string& ln, const string& j, const string& rpo);Fink(const AbstrEmp& e, const string& rpo);Fink(const Fink& e);virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};class HighFink: public Manager, public Fink
{public:HighFink();HighFink(const string& fn, const string& ln, const string& j, const string& rpo, int ico);HighFink(const AbstrEmp& e, const string& rpo, int ico);HighFink(const Fink& f, int ico);HighFink(const Manager& m, const string& rpo);HighFink(const HighFink& h);virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};
注意，该类层次结构使用了带虚基类的MI，所以要牢记这种情况下用于构造函数初始化列表的特殊规则。还需要注意的是，有些方法被声明为保护的。这可以简化一些highfink方法的代码（例如，如果highfink::ShowAll( )只是调用fink::ShowAll( )和manager::ShwAll()，则它将调用abstr_emp::ShowAll( )两次）。请提供类方法的实现，并在一个程序中对这些类进行测试。下面是一个小型测试程序：
#include <iostream>
using namespace std;
#include "emp.h"int main(void)
{Employee em("Trip", "Harris", "Thumper");cout << em << endl;em.showAll();Manager ma("Amorphia", "Spindragon", "Nuancer", 5);cout << ma << endl;ma.showAll();Fink fi("Matt", "Oggs", "Oiler", "Juno Barr");cout << fi << endl;fi.showAll();HighFink hf(ma, "Curly Kew");hf.showAll();cout << "Press a key for next phase:\n";cin.get();HighFink hf2;hf2.setAll();cout << "Using an abstr_emp * pointer:\n";AbstrEmp* tri[4] = { &em, &fi, &hf, &hf2 };for (int i = 0; i < 4; ++i){tri[i]->showAll();}return 0;
}
为什么没有定义赋值运算符？
因为不涉及动态内存分配，使用默认的赋值运算符即可。
为什么要将ShowAll( )和SetAll( )定义为虚的？
因为这样在使用基类指针来指向各个类，并调用showAll()和setAll()方法时会根据所指向变量的实际类型来调用对应的方法。
为什么要将abstr_emp定义为虚基类？
因为这里没有设置为abstr_emp的变量，虚基类可以只包括一些抽象函数的声明，而不给出其具体实现。
为什么highfink类没有数据部分？
因为它具有abstr_emp、manager、fink这三个类的副本，所有继承得来的数据有fname、lname、job、inchargeof、reportsto。
为什么只需要一个operator<<( )版本？
这个运算符重载是在虚基类里完成的，之后所继承的派生类都会继承这个函数。
如果使用下面的代码替换程序的结尾部分，将会发生什么情况？
abstr_emp tri[4] = {em, fi, hf, hf2};
for(int i = 0; i < 4; ++i)tri[i].showAll()
会报错，因为abstr_emp是虚基类，不能创建对象。
//class.h
#ifndef CLASS_H_
#define CLASS_H_
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;class AbstrEmp
{private:string fname;string lname;string job;
public:AbstrEmp();AbstrEmp(const std::string& fn, const string& ln, const string& j) :fname(fn), lname(ln), job(j) {};virtual void showAll()const;virtual void setAll();friend ostream& operator<<(ostream& os, const AbstrEmp& e);virtual ~AbstrEmp() = 0;
};
class Employee : public AbstrEmp
{public:Employee() :AbstrEmp() {}Employee(const string& fn, const string& ln, const string& j) :AbstrEmp(fn, ln, j) {}virtual void showAll()const { AbstrEmp::showAll(); }virtual void setAll() { AbstrEmp::setAll(); }
};class Manager : virtual public AbstrEmp
{private:int inchargeof;
protected:int inChargeOf()const { return inchargeof; }int& inChargeOf() { return inchargeof; }
public:Manager() :AbstrEmp(),inchargeof(0){}Manager(const string& fn, const string& ln, const string& j0, int ico = 0) :AbstrEmp(fn, ln, j0), inchargeof(ico) {}Manager(const AbstrEmp& e, int ico) :AbstrEmp(e), inchargeof(ico) {} Manager(const Manager& m) :AbstrEmp(m) { inchargeof = m.inchargeof; }virtual void showAll()const;virtual void setAll();};class Fink : virtual public AbstrEmp
{private:string reportsto;
protected:const string reportsTo() const { return reportsto; }string& reportsTo() { return reportsto; }
public:Fink() :AbstrEmp() {}Fink(const string& fn, const string& ln, const string& j, const string& rpo) :AbstrEmp(fn, ln, j), reportsto(rpo) {}Fink(const AbstrEmp& e, const string& rpo) :AbstrEmp(e), reportsto(rpo) {}Fink(const Fink& e) :AbstrEmp(e) {}virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};
class HighFink : public Manager, public Fink
{public:HighFink() :AbstrEmp(), Manager(), Fink() {}HighFink(const string& fn, const string& ln, const string& j, const string& rpo, int ico) :AbstrEmp(fn, ln, j), Manager(fn, ln, j, ico), Fink(fn, ln, j, rpo) {}HighFink(const AbstrEmp& e, const string& rpo, int ico):AbstrEmp(e), Manager(e, ico), Fink(e, rpo) {}HighFink(const Fink& f, int ico) :AbstrEmp(f), Fink(f),Manager(f,ico) {} //Manager(f,ico)将f回传给AbstrEmp()，但会被虚继承的机制阻断，这样写只是利用Manager(f,ico)重设了icoHighFink(const Manager& m, const string& rpo) :AbstrEmp(m), Manager(m), Fink(m, rpo) {} HighFink(const HighFink& h) :AbstrEmp(h), Manager(h), Fink(h) {}virtual void showAll()const;virtual void setAll();
};
#endif // !CLASS_H_
//class.cpp
#include"class.h"AbstrEmp::AbstrEmp()
{fname = "None";lname = '\0';job = "None";
}void AbstrEmp::showAll() const
{cout << endl;cout << "Name: " << fname << " " << lname << endl;cout << "Job:" << job << endl;
}void AbstrEmp::setAll()
{cin.get(); //清除上一个cin留下的换行符cout << "Enter first name: ";getline(cin, fname);cout << "Enter last name: ";getline(cin, lname);cout << "Enter job: ";getline(cin, job);
}ostream& operator<<(ostream& os, const AbstrEmp& e)
{os << std::endl;os << e.fname << " " << e.lname;return os;
}
AbstrEmp:: ~AbstrEmp()
{}void Manager::showAll() const
{AbstrEmp::showAll();cout << "Inchargeof: " << inchargeof << endl;
}void Manager::setAll()
{AbstrEmp::setAll();cout << "Enter inchargeof: ";cin >> inChargeOf();
}void Fink::showAll() const
{AbstrEmp::showAll();cout << "Reperts to: " << reportsto << endl;
}void Fink::setAll()
{AbstrEmp::setAll();cin.get();cout << "Enter reportsto: ";getline(cin, reportsTo());}void HighFink::showAll() const
{AbstrEmp::showAll();cout << "Inchargeof: "<< Manager::inChargeOf() << endl;cout << "Reportsto: " << Fink::reportsTo() << endl;
}void HighFink::setAll()
{AbstrEmp::setAll();cout << "Enter number of in-charge-of: ";cin >> Manager::inChargeOf();cin.get();cout << "Enter name reports to: ";getline(cin, Fink::reportsTo());
}
//main.cpp
/* *************************************************
* 文件名：
* 创建人：px
* 创建时间：2020/5/8
* 描述：
************************************************* */
#include<iostream>
#include<string>
#include"class.h"int main(void)
{Employee em("Trip", "Harris", "Thumper");cout << em << endl;em.showAll();Manager ma("Amorphia", "Spindragon", "Nuancer", 5);cout << ma << endl;ma.showAll();Fink fi("Matt", "Oggs", "Oiler", "Juno Barr");cout << fi << endl;fi.showAll();HighFink hf(ma, "Curly Kew");hf.showAll();cout << "Press a key for next phase:\n";cin.get();HighFink hf2;hf2.setAll();cout << "Using an abstr_emp * pointer:\n";AbstrEmp* tri[4] = { &em, &fi, &hf, &hf2 };for (int i = 0; i < 4; ++i){tri[i]->showAll();}return 0;
}
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