【实验名称】数据的共享与保护

【实验目的】

1、观察程序运行中变量的作用域、生存期和可见性

2、学习类的静态成员、静态成员函数的使用

2、掌握友元函数的定义与使用

【实验原理】

在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。

类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过，但是友元函数并不是成员函数。

友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元类，在这种情况下，整个类及其所有成员都是友元。

【实验内容】

1. 为某个自己设定的游戏设定玩家类Player，设计必要的成员变量/成员函数/构造函数等。在类中增加静态成员，用于记录当前已经注册的玩家数量，并设计静态成员函数用于访问该数据。在主函数中生成对象并进行测试。

代码（详细解释见注释）：

#include<iostream>
#include <time.h>
#include <algorithm>
#include<string>
using namespace std;class player
{
public:player() {};player(string n, int a, string s, int I, int sh, int co, int at, int so, int an, int me, int bu, int pl);void character();//特性生成void show();//成员信息显示static void show_count();//显示人员总数static void show_y_count();//显示樱花庄情感信息static void express(player *peo[10]);//表白static void separate(player *peo[10]);//分手private:string name;//姓名int ages;//年龄string sex;//性别int blood;//血量int IQ;//智识int shooting;//射击int combat;//格斗int attract;//吸引力int social;//社交int animal;//驯兽int medical;//医疗int build;//建造int plant;//种植string my_character;//特性名称string my_details;//特性描述string my_effect;//特性效果string mate;//配偶static int count;//樱花庄人员总数static int y_count;//樱花庄有对象人员总数
};int player::count = 0;
int player::y_count = 0;//显示人员总数
void player::show_count()
{cout << "当前樱花庄成员总数：" << count << endl;
}//显示樱花庄情感信息
void player::show_y_count()
{cout << "当前樱花庄有对象成员总数：" << y_count << endl;cout << "当前樱花庄单身狗总数：" << count - y_count << endl;
}//初始化
player::player(string n, int a, string s, int I, int sh, int co, int at, int so, int an, int me, int bu, int pl)
{name = n;ages = a;;sex = s;blood = 100;IQ = I;shooting = sh;combat = co;attract = at;social = so;animal = an;medical = me;build = bu;plant = pl;mate = "无";cout << "冥冥之中自有天意...特性随机生成中" << endl;character();cout << "新的樱花庄成员诞生了！" << endl;count++;
}//特性随机生成
void player::character()
{string Character[10];string details[10];string effect[10];Character[0] = "冷枪手";Character[1] = "建筑工程师";Character[2] = "仿生学神学家";Character[3] = "乐天派";Character[4] = "悲观主义者";Character[5] = "倾国倾城";Character[6] = "丑陋";Character[7] = "聪明过头";Character[8] = "园艺专家";Character[9] = "格斗者";details[0] = "的枪法还不错，但他总是需要比别人花更久来瞄准目标";details[1] = "得益于父亲的熏陶，对于建筑的事情他简直是无所不知";details[2] = "感觉作为一个人类能做的事实在太有限了，做梦都在研究先进的仿生学部件";details[3] = "总是对他的情况有种积极的感觉，无论什么时候，无论什么情况";details[4] = "喜欢看生命中糟糕的一面";details[5] = "长得非常漂亮，有着貌美的面庞，人们往往在他张嘴说话之前就已经被倾倒";details[6] = "外貌太丑陋，那张脸生得好像就是一副现代抽象画，仅仅是看着他说话都需要鼓起很大的勇气";details[7] = "实在是机灵过人，他学起东西来比谁都快，但是偏向性比较严重";details[8] = "对园艺有一种特殊的爱好。他对每种一株植物都会觉得很高兴";details[9] = "喜欢近距离战斗，格斗技术非常不错，但他用起远程武器来就会很不开心";effect[0] = "射击+10";effect[1] = "建造+20";effect[2] = "医疗+8";effect[3] = "社交+10";effect[4] = "社交-10";effect[5] = "吸引力+15";effect[6] = "吸引力-15";effect[7] = "智识+12";effect[8] = "种植+8";effect[9] = "格斗+10";srand((unsigned)time(NULL));int flag = rand() % 10;my_character = Character[flag];my_details = name + details[flag];my_effect = effect[flag];if (flag == 0){shooting = min(100, shooting + 10);}else if (flag == 1){build = min(100, build + 20);}else if (flag == 2){medical = min(100, medical + 8);}else if (flag == 3){social = min(100, social + 10);}else if (flag == 4){social = max(0, social - 10);}else if (flag == 5){attract = min(100, attract + 15);}else if (flag == 6){attract = max(0, attract - 15);}else if (flag == 7){IQ = min(100, IQ + 12);}else if (flag == 8){plant = min(100, plant + 8);}else if (flag == 9){combat = min(100, combat + 10);}
}//显示成员信息
void player::show()
{cout << "*************************" << endl;cout << "姓名：" << name << endl;cout << "性别：" << sex << endl;cout << "年龄：" << ages << endl;cout << "血量槽：" << blood << endl;cout << "智识力：" << IQ << endl;cout << "射击力：" << shooting << endl;cout << "格斗力：" << combat << endl;cout << "吸引力：" << attract << endl;cout << "社交力：" << social << endl;cout << "驯兽力：" << animal << endl;cout << "医疗力：" << medical << endl;cout << "建造力：" << build << endl;cout << "种植力：" << plant << endl;cout << "特性名称：" << my_character << endl;cout << "特性描述：" << my_details << endl;cout << "特性效果：" << my_effect << endl;cout << "配偶：" << mate << endl;}//表白
void player::express(player *peo[10])
{string name1, name2;cout << "请输入表白者姓名：";cin >> name1;cout << "请输入被表白者姓名：";cin >> name2;int flag1, flag2;for (int i = 0; i < count; i++){if (name1 == peo[i]->name){flag1 = i;}else if (name2 == peo[i]->name){flag2 = i;}}if (peo[flag1]->mate == "无"){if (peo[flag2]->mate == "无"){if (peo[flag1]->attract >= peo[flag2]->social){cout << "表白成功！" << endl;peo[flag1]->mate = peo[flag2]->name;peo[flag2]->mate = peo[flag1]->name;y_count = y_count + 2;}else{cout << peo[flag1]->name << "的吸引力<" << peo[flag2]->name << "的社交力" << endl;cout << "表白失败！" << endl;}}else{cout << peo[flag2]->name << "已经有对象" << peo[flag2]->mate << endl;}}else{cout << peo[flag1]->name << "已经有对象" << peo[flag1]->mate << endl;}
}//分手
void player::separate(player *peo[10])
{string name1, name2;cout << "请输入分手者姓名：";cin >> name1;cout << "请输入被分手者姓名：";cin >> name2;int flag1, flag2;for (int i = 0; i < count; i++){if (name1 == peo[i]->name){flag1 = i;}else if (name2 == peo[i]->name){flag2 = i;}}if (peo[flag1]->mate != "无"){if (peo[flag2]->mate != "无"){if (peo[flag1]->mate == peo[flag2]->name&&peo[flag2]->mate == peo[flag1]->name){cout << peo[flag1]->name << "和" << peo[flag2]->name << "分手了！" << endl;y_count = y_count - 2;peo[flag1]->mate = "无";peo[flag2]->mate = "无";}else{cout << "他两不是一对！" << endl;}}else{cout << peo[flag2]->name << "还没对象呢！" << endl;}}else{cout << peo[flag1]->name << "还没对象呢！" << endl;}
}int main()
{cout << "**********************************" << endl;cout << "***       欢迎来到樱花庄       ***" << endl;cout << "*** 1.显示樱花庄成员信息       ***" << endl;cout << "*** 2.表白                     ***" << endl;cout << "*** 3.分手                     ***" << endl;cout << "*** 4.显示樱花庄感情情况       ***" << endl;cout << "*** 5.退出樱花庄               ***" << endl;cout << "**********************************\n" << endl;player *peo[10];int ans;cout << "请输入待进驻樱花庄的人员数：";cin >> ans;string name;//姓名int ages;//年龄string sex;//性别int IQ;//智识int shooting;//射击int combat;//格斗int attract;//吸引力int social;//社交int animal;//驯兽int medical;//医疗int build;//建造int plant;//种植//输入信息for (int i = 0; i < ans; i++){cout << "***    输入玩家信息    ***" << endl;cout << "请输入姓名：";cin >> name;cout << "请输入性别：";cin >> sex;cout << "请输入年龄：";cin >> ages;cout << "请输入智识力：";cin >> IQ;cout << "请输入射击力：";cin >> shooting;cout << "请输入格斗力：";cin >> combat;cout << "请输入吸引力：";cin >> attract;cout << "请输入社交力：";cin >> social;cout << "请输入驯兽力：";cin >> animal;cout << "请输入医疗力：";cin >> medical;cout << "请输入建造力：";cin >> build;cout << "请输入种植力：";cin >> plant;peo[i] = new player(name, ages, sex, IQ, shooting, combat, attract, social, animal, medical, build, plant);cout << endl;}int flag;while (true){cout << "\n请选择功能：";cin >> flag;if (flag == 1){//显示樱花庄成员信息player::show_count();for (int i = 0; i < ans; i++){peo[i]->show();}cout << endl;}else if (flag == 2){//表白player::express(peo);}else if (flag == 3){//分手player::separate(peo);}else if (flag == 4){//显示樱花庄感情情况player::show_count();player::show_y_count();}else if (flag == 5){//退出cout << "成功退出！" << endl;break;}}return 0;
}

运行演示：

2. 设计两个道具类Helm和Armor，设计必要的成员变量/成员函数/构造函数等，其中要求必须有成员变量valueOfDefense。在外部定义一个友元函数，可以读取该数据成员。在主函数中生成对象并进行测试。

代码（详细解释见注释）：

#include<iostream>
#include <time.h>
#include <algorithm>
#include<string>
using namespace std;
class player;
void attack(player *peo[10]);
class helm
{
public:friend player;friend void attack(player *peo[10]);helm(){value_of_defense = 0;durability = 0;gem = 0;};helm(int v, int d, int g);void show();
private:int value_of_defense;//防御力int durability;//耐久次数int gem;//宝石
};class armor
{
public:friend player;friend void attack(player *peo[10]);armor(){value_of_defense = 0;durability = 0;gem = 0;};armor(int v, int d, int g);void show();
private:int value_of_defense;//防御力int durability;//耐久int gem;//宝石
};class player
{
public:friend void attack(player *peo[10]);player() {};player(string n, int a, string s, int co);void show();//成员信息显示static void show_count();//显示人员总数void equip_helm();void equip_armor();private:string name;//姓名int ages;//年龄string sex;//性别int blood;//血量int combat;//格斗helm *my_helm;//头盔armor *my_armor;//护甲static int count;//人员总数
};int player::count = 0;//装备护甲
void player::equip_armor()
{int value_of_defense;//防御力int durability;//耐久int gem;//宝石cout << "请输入护甲防御力：";cin >> value_of_defense;cout << "护甲耐久次数：";cin >> durability;cout << "护甲宝石等级：";cin >> gem;my_armor = new armor(value_of_defense, durability, gem);
}//装备头盔
void player::equip_helm()
{int value_of_defense;//防御力int durability;//耐久int gem;//宝石cout << "请输入头盔防御力：";cin >> value_of_defense;cout << "头盔耐久次数：";cin >> durability;cout << "头盔宝石等级：";cin >> gem;my_helm = new helm(value_of_defense, durability, gem);
}void attack(player *peo[10])
{int p1, p2;cout << "请输入格斗两人的编号：";cin >> p1 >> p2;p1--; p2--;int temp;while (true){temp = max(0, (peo[p1]->combat - peo[p2]->my_armor->value_of_defense - peo[p2]->my_helm->durability));peo[p2]->blood = peo[p2]->blood - temp;cout << peo[p1]->name << "对" << peo[p2]->name << "造成了" << temp << "点伤害" << endl;peo[p2]->my_armor->durability--;peo[p2]->my_helm->durability--;if (peo[p2]->my_armor->durability == 0){cout << "***" << peo[p2]->name << "的护甲损坏了" << "***" << endl;peo[p2]->my_armor->value_of_defense = 0;}if (peo[p2]->my_helm->durability == 0){cout << "***" << peo[p2]->name << "的头盔损坏了" << "***" << endl;peo[p2]->my_helm->value_of_defense = 0;}if (peo[p2]->blood <= 0){cout << "***" << peo[p1]->name << "战胜了" << peo[p2]->name << "***" << endl;break;}temp = max(0, (peo[p2]->combat - peo[p1]->my_armor->value_of_defense - peo[p1]->my_helm->durability));peo[p2]->blood = peo[p2]->blood - temp;cout << peo[p2]->name << "对" << peo[p1]->name << "造成了" << temp << "点伤害" << endl;peo[p1]->my_armor->durability--;peo[p1]->my_helm->durability--;if (peo[p1]->my_armor->durability == 0){cout << "***" << peo[p1]->name << "的护甲损坏了" << "***" << endl;peo[p1]->my_armor->value_of_defense = 0;}if (peo[p1]->my_helm->durability == 0){cout << "***" << peo[p1]->name << "的头盔损坏了" << "***" << endl;peo[p1]->my_helm->value_of_defense = 0;}if (peo[p1]->blood <= 0){cout << "***" << peo[p2]->name << "战胜了" << peo[p1]->name << "***" << endl;break;}}}//显示人员总数
void player::show_count()
{cout << "当前格斗场人员总数：" << count << endl;
}//初始化
player::player(string n, int a, string s, int co)
{name = n;ages = a;;sex = s;blood = 200;combat = co;my_helm = NULL;my_armor = NULL;cout << "新的格斗者诞生了！" << endl;count++;
}//显示成员信息
void player::show()
{cout << "*************************" << endl;cout << "姓名：" << name << endl;cout << "性别：" << sex << endl;cout << "年龄：" << ages << endl;cout << "血量槽：" << blood << endl;cout << "格斗力：" << combat << endl;if (my_helm != NULL){my_helm->show();}if (my_armor != NULL){my_armor->show();}
}helm::helm(int v, int d, int g)
{value_of_defense = v;durability = d;gem = g;cout << "宝石嵌入中..." << endl;cout << "头盔防御力+" << g * 10 << endl;value_of_defense = value_of_defense + g * 10;cout << "嵌入完成" << endl;
}void helm::show()
{cout << "头盔防御力：" << value_of_defense << endl;cout << "头盔耐久次数：" << durability << endl;cout << "头盔宝石等级：" << gem << endl;
}armor::armor(int v, int d, int g)
{value_of_defense = v;durability = d;gem = g;cout << "宝石嵌入中..." << endl;cout << "护甲防御力+" << g * 10 << endl;value_of_defense = value_of_defense + g * 10;cout << "嵌入完成" << endl;
}void armor::show()
{cout << "护甲防御力：" << value_of_defense << endl;cout << "护甲耐久次数：" << durability << endl;cout << "护甲宝石等级：" << gem << endl;
}int main()
{cout << "********************************" << endl;cout << "***      欢迎来到格斗场      ***" << endl;cout << "*** 1.显示格斗场成员信息     ***" << endl;cout << "*** 2.装备头盔               ***" << endl;cout << "*** 3.装备护甲               ***" << endl;cout << "*** 4.决斗                   ***" << endl;cout << "*** 5.退出格斗场             ***" << endl;cout << "********************************\n" << endl;player *peo[10];int ans;cout << "请输入待进驻格斗场的人员数：";cin >> ans;string name;//姓名int ages;//年龄string sex;//性别int combat;//格斗//输入信息for (int i = 0; i < ans; i++){cout << "***    输入玩家信息    ***" << endl;cout << "请输入姓名：";cin >> name;cout << "请输入性别：";cin >> sex;cout << "请输入年龄：";cin >> ages;cout << "请输入格斗力：";cin >> combat;peo[i] = new player(name, ages, sex, combat);cout << endl;}int flag;while (true){cout << "\n请选择功能：";cin >> flag;if (flag == 1){//显示格斗场成员信息player::show_count();for (int i = 0; i < ans; i++){peo[i]->show();}cout << endl;}else if (flag == 2){int i;cout << "要为第几个人装备头盔：";cin >> i;peo[i-1]->equip_helm();}else if (flag == 3){int i;cout << "要为第几个人装备护甲：";cin >> i;peo[i-1]->equip_armor();}else if (flag == 4){attack(peo);}else if (flag == 5){//退出cout << "成功退出！" << endl;break;}}return 0;
}

运行演示：

【小结或讨论】

这次的实验感觉并不是很难吧，静态成员和友元也是比较好理解和掌握的。在一开始，我还不知道存在静态成员和友元时，我就在写代码时就遇到了如定义成员总数和一个类调用另一个类的私有变量的问题（记得当时不得不把private改成了public）。但血量静态成员和友元后，这些问题就豁然开朗，也让我觉得这两者的创立，特别是友元类、友元函数，是非常有必要的。

这次实验总体上比较顺利，唯一让我有点卡住的是第二题的友元声明那一块。我的player类是基于helm和armor建立的，不能使用简单的类的前置声明，所以我就把这两个类放到了player的前面。我一开始把attack函数写在player类里，所以不但要把attack声明友元函数还要前置声明attack函数本身，但是这样player定义在helm和armor类之前就不行（其实直接声明友元类即可解决，但我还想试一试声明友元函数），所以我还是把attack单独提出来了才声明成功，然后发现player中的两个装备定义的是指针，还是不能直接访问私有成员，所以额外添加了两个友元类声明，最后实验成功。

但还是那句话，这样的实验并不科学，一些无聊的“自由发挥”实在没有必要。绝对不是一种值得提倡的方式。

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