[C++/PTA] 计算正方体、圆柱体的表面积、体积

题目要求

从立方体、圆柱体抽象出一个公共基类Container，定义抽象类Container，模拟实现一个容器类层次结构，在主函数进行多态机制测试。各派生类要求实现基类的所有纯虚函数。

抽象类class Container {
protected:
static double pi;
public:
virtual double area()=0; //纯虚函数，计算对象的表面积
virtual double volume()=0; //纯虚函数，计算对象的体积
static double sumofarea(Container *c[],int n) ; //静态成员函数，计算所有对象的面积之和
static double sumofvolume(Container *c[],int n); //静态成员函数，计算所有对象的体积之和
};
double Container::pi=3.1415926;

Cube类、Cylinder类均继承抽象类Container。
Cube类(属性：边长double类型)、Cylinder类(属性：底圆半径、高，double类型)。

在主函数用new运算符生成若干容器类的堆对象，定义基类指针数组，其元素分别指向不同容器类对象，实现多态的异质数组，通过调用Container::sumofarea、Container::sumofvolume计算所有容器对象的表面积之和、体积之和 。

输入格式:
第一行n表示对象个数，对象类型用cube、cylinder区分，cube表示立方体对象，后面输入边长，cylinder表示圆柱体对象，后面是底圆半径、高。

输出格式:
分别输出所有容器对象的表面积之和、体积之和，结果保留小数点后2位。

输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
4
cube
15.7
cylinder
23.5 100
cube
46.8
cylinder
17.5 200

输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
56771.13
472290.12

解题思路

主要思路：

1. 定义抽象类 Container，包含纯虚函数 area 和 volume，以及静态成员函数 sumofarea 和 sumofvolume。

2. 定义 Cube 类和 Cylinder 类，它们分别继承自 Container，实现其所有纯虚函数。

3. 在主函数中使用 new 运算符生成若干个容器对象，并将它们存储到基类指针数组 pShapes[] 中。通过输入的对象类型来判断需要生成 Cube 对象还是 Cylinder 对象。

4. 调用 Container 类的静态成员函数 sumofarea 和 sumofvolume 分别计算所以对象的表面积和体积之和。

代码

#include <iostream>
#include <iomanip> //用于控制输出格式
using namespace std;

class Container {
protected:
    static double pi; //静态成员变量，表示π
public:
    virtual double area() = 0; //纯虚函数，计算对象的表面积
    virtual double volume() = 0; //纯虚函数，计算对象的体积
    static double sumofarea(Container *c[], int n); //静态成员函数，计算所有对象的面积之和
    static double sumofvolume(Container *c[], int n); //静态成员函数，计算所有对象的体积之和
};

double Container::pi = 3.1415926;

Container *pShapes[100]; //定义基类指针数组

//Cube 类
class Cube : public Container {
public:
    double lenth; //边长
    double area() { return lenth * lenth * 6; } //重载 area 函数，计算立方体的表面积
    double volume() { return lenth * lenth * lenth; } //重载 volume 函数，计算立方体的体积
};

//Cylinder 类
class Cylinder : public Container {
public:
    double round, height; //底圆半径和高
    double area() { return 2 * pi * round * height + 2 * pi * round * round; } //重载 area 函数，计算圆柱体的表面积
    double volume() { return pi * round * round * height; } //重载 volume 函数，计算圆柱体的体积
};

//计算所有对象的面积之和
double Container::sumofarea(Container *c[], int n) {
    int i;
    double sum = 0;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        sum += c[i]->area();
    }
    cout << fixed << setprecision(2) << sum << endl; //保留小数点后两位输出
    return sum;
}

//计算所有对象的体积之和
double Container::sumofvolume(Container *c[], int n) {
    int i;
    double sum = 0;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        sum += c[i]->volume();
    }
    cout << fixed << setprecision(2) << sum << endl; //保留小数点后两位输出
    return sum;
}

int main() {
    Cube *pbe;
    Cylinder *per;
    int n, i;
    cin >> n;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        string c;
        cin >> c;
        if (c == "cube") {
            pbe = new Cube();
            cin >> pbe->lenth;
            pShapes[i] = pbe; //将生成的立方体指针存储到基类指针数组中
        }
        if (c == "cylinder") {
            per = new Cylinder();
            cin >> per->round >> per->height;
            pShapes[i] = per; //将生成的圆柱体指针存储到基类指针数组中
        }
    }
    Container::sumofarea(pShapes, n); 
    //调用静态成员函数计算所有对象的表面积之和
    
    Container::sumofvolume(pShapes, n); 
    //调用静态成员函数计算所有对象的体积之和
    
    return 0;
}

总结

该题考察继承和多态的知识点，包括抽象类、纯虚函数、静态成员变量和函数、基类指针和动态内存分配等。
同时也涉及了控制台格式化输出等基础知识点。

我是秋说，我们下次见。