实验任务1：
代码：
1 #pragma once
2
3 #include <iostream>
4 #include <string>
5
6 using std::string;
7 using std::cout;
8
9 // 按钮类
10 class Button {
11 public:
12 Button(const string &text);
13 string get_label() const;
14 void click();
15
16 private:
17 string label;
18 };
19
20 Button::Button(const string &text): label{text} {
21 }
22
23 inline string Button::get_label() const {
24 return label;
25 }
26
27 void Button::click() {
28 cout << "Button '" << label << "' clicked\n";
29 }
button.hpp
1 #pragma once
2 #include "button.hpp"
3 #include <vector>
4 #include <iostream>
5
6 using std::vector;
7 using std::cout;
8 using std::endl;
9
10 // 窗口类
11 class Window{
12 public:
13 Window(const string &win_title);
14 void display() const;
15 void close();
16 void add_button(const string &label);
17
18 private:
19 string title;
20 vector<Button> buttons;
21 };
22
23 Window::Window(const string &win_title): title{win_title} {
24 buttons.push_back(Button("close"));
25 }
26
27 inline void Window::display() const {
28 string s(40, '*');
29
30 cout << s << endl;
31 cout << "window title: " << title << endl;
32 cout << "It has " << buttons.size() << " buttons: " << endl;
33 for(const auto &i: buttons)
34 cout << i.get_label() << " button" << endl;
35 cout << s << endl;
36 }
37
38 void Window::close() {
39 cout << "close window '" << title << "'" << endl;
40 buttons.at(0).click();
41 }
42
43 void Window::add_button(const string &label) {
44 buttons.push_back(Button(label));
45 }
window.hpp
1 #include "window.hpp"
2 #include <iostream>
3
4 using std::cout;
5 using std::cin;
6
7 void test() {
8 Window w1("new window");
9 w1.add_button("maximize");
10 w1.display();
11 w1.close();
12 }
13
14 int main() {
15 cout << "用组合类模拟简单GUI:\n";
16 test();
17 }
task1.cpp
运行测试结果截图：
问题1：这个模拟简单GUI的示例代码中，自定义了几个类？使用到了标准库的哪几个类？，哪些
类和类之间存在组合关系？
答：自定义了两个类：Button按钮类和Window窗口类。
使用到的标准库类：std::string用于储存字符串和std::vector用于存储动态数组。
window类中组合了Button类。具体看就是Window类里面有std::vector<Button>成员，用于存储窗口中的按钮。
问题2：在自定义类Button和Window中，有些成员函数定义时加了const, 有些设置成了inline。如
果你是类的设计者，目前那些没有加const或没有设置成inline的，适合添加const，适合设置成
inline吗？陈述你的答案和理由。
答：自定义类Button类中：get_label()适合加const，因为这个函数不会修改任何成员变量，只读取。click()不适合加const，因为这个函数可能会修改成员变量或状态。
自定义类Window类中：display()适合加const，因为这个函数不会修改任何成员变量，只读取和显示。close()不适合加const，因为这个函数可能会修改成员变量或状态。add_button()不适合加const，因为这个函数会修改成员变量，即向vector中添加元素。
关于设置成inline:inline通常用于小型、频繁调用的函数，以减少函数调用的开销。get_label()和display()可以考虑设置为inline，因为他们相对较小且可能被频繁调用。
问题3：类Window的定义中，有这样一行代码，其功能是？
答：创建一个std::string类型的对象s，并初始化它为一个包含40个字符“*”的字符串。
实验任务2：
代码：
1 #include <iostream>
2 #include <vector>
3
4 using namespace std;
5
6 void output1(const vector<int> &v) {
7 for(auto &i: v)
8 cout << i << ", ";
9 cout << "\b\b \n";
10 }
11
12 void output2(const vector<vector<int>> v) {
13 for(auto &i: v) {
14 for(auto &j: i)
15 cout << j << ", ";
16 cout << "\b\b \n";
17 }
18 }
19
20 void test1() {
21 vector<int> v1(5, 42);
22 const vector<int> v2(v1);
23
24 v1.at(0) = -999;
25 cout << "v1: "; output1(v1);
26 cout << "v2: "; output1(v2);
27 cout << "v1.at(0) = " << v1.at(0) << endl;
28 cout << "v2.at(0) = " << v2.at(0) << endl;
29 }
30
31 void test2() {
32 vector<vector<int>> v1{{1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}};
33 const vector<vector<int>> v2(v1);
34
35 v1.at(0).push_back(-999);
36 cout << "v1: \n"; output2(v1);
37 cout << "v2: \n"; output2(v2);
38
39 vector<int> t1 = v1.at(0);
40 cout << t1.at(t1.size()-1) << endl;
41
42 const vector<int> t2 = v2.at(0);
43 cout << t2.at(t2.size()-1) << endl;
44 }
45
46 int main() {
47 cout << "测试1:\n";
48 test1();
49
50 cout << "\n测试2:\n";
51 test2();
52 }
task2.cpp
运行结果截图：
问题：
问题1：测试1模块中，这三行代码的功能分别是？
答：第一行：创建了一个名为 v1 的 vector<int> 对象，包含5个初始化为42的整数。
第二行：创建了另一个名为 v2 的 vector<int> 对象，它是 v1 的深复制，意味着 v2 中的元素是 v1 中元素的副本。
第三行：修改了 v1 中第一个元素的值。
问题2：测试2模块中，这三行代码的功能分别是？
答：第一行代码创建了一个名为 v1 的二维 vector 对象，包含两个 vector<int> 对象。
第二行代码创建了另一个名为 v2 的二维 vector 对象，它是 v1 的深复制。
第三行代码在 v1 的第一个 vector<int> 对象末尾添加了一个新元素-999。
问题3：测试2模块中，这四行代码的功能分别是？
答：第一行代码将 v1 的第一个 vector<int> 对象复制到一个新的 vector<int> 对象 t1 。
第二行代码输出 t1 的最后一个元素的值。
第三行代码将 v2 的第一个 vector<int> 对象复制到一个新的 vector<int> 对象 t2 。
第四行代码输出 t2 的最后一个元素的值。
问题4：根据执行结果，反向分析、推断：
① 标准库模板类vector内部封装的复制构造函数，其实现机制是深复制还是浅复制？
② 模板类vector的接口at(), 是否至少需要提供一个const成员函数作为接口？
答：1.深复制。（根据测试1和测试2的结果，我们可以看到 v2 是 v1 的深复制。在测试1中，修改 v1 的第一个元素并不影响 v2 ，这表明 v2 中的元素是 v1 中元素的独立副本。在测试2中，向 v1.at(0) 添加元素并不影响 v2.at(0) ，这也表明 v2 是 v1 的深复制。）
2.是。
实验任务3
代码：
1 #pragma once
2
3 #include <iostream>
4 #include <cassert>
5
6 using std::cout;
7 using std::endl;
8
9 // 动态int数组对象类
10 class vectorInt{
11 public:
12 vectorInt(int n);
13 vectorInt(int n, int value);
14 vectorInt(const vectorInt &vi);
15 ~vectorInt();
16
17 int& at(int index);
18 const int& at(int index) const;
19
20 vectorInt& assign(const vectorInt &v);
21 int get_size() const;
22
23 private:
24 int size;
25 int *ptr; // ptr指向包含size个int的数组
26 };
27
28 vectorInt::vectorInt(int n): size{n}, ptr{new int[size]} {
29 }
30
31 vectorInt::vectorInt(int n, int value): size{n}, ptr{new int[size]} {
32 for(auto i = 0; i < size; ++i)
33 ptr[i] = value;
34 }
35
36 vectorInt::vectorInt(const vectorInt &vi): size{vi.size}, ptr{new int[size]} {
37 for(auto i = 0; i < size; ++i)
38 ptr[i] = vi.ptr[i];
39 }
40
41 vectorInt::~vectorInt() {
42 delete [] ptr;
43 }
44
45 const int& vectorInt::at(int index) const {
46 assert(index >= 0 && index < size);
47
48 return ptr[index];
49 }
50
51 int& vectorInt::at(int index) {
52 assert(index >= 0 && index < size);
53
54 return ptr[index];
55 }
56
57 vectorInt& vectorInt::assign(const vectorInt &v) {
58 delete[] ptr; // 释放对象中ptr原来指向的资源
59
60 size = v.size;
61 ptr = new int[size];
62
63 for(int i = 0; i < size; ++i)
64 ptr[i] = v.ptr[i];
65
66 return *this;
67 }
68
69 int vectorInt::get_size() const {
70 return size;
71 }
vectorint.hpp
1 #include "vectorInt.hpp"
2 #include <iostream>
3
4 using std::cin;
5 using std::cout;
6
7 void output(const vectorInt &vi) {
8 for(auto i = 0; i < vi.get_size(); ++i)
9 cout << vi.at(i) << ", ";
10 cout << "\b\b \n";
11 }
12
13
14 void test1() {
15 int n;
16 cout << "Enter n: ";
17 cin >> n;
18
19 vectorInt x1(n);
20 for(auto i = 0; i < n; ++i)
21 x1.at(i) = i*i;
22 cout << "x1: "; output(x1);
23
24 vectorInt x2(n, 42);
25 vectorInt x3(x2);
26 x2.at(0) = -999;
27 cout << "x2: "; output(x2);
28 cout << "x3: "; output(x3);
29 }
30
31 void test2() {
32 const vectorInt x(5, 42);
33 vectorInt y(10, 0);
34
35 cout << "y: "; output(y);
36 y.assign(x);
37 cout << "y: "; output(y);
38
39 cout << "x.at(0) = " << x.at(0) << endl;
40 cout << "y.at(0) = " << y.at(0) << endl;
41 }
42
43 int main() {
44 cout << "测试1: \n";
45 test1();
46
47 cout << "\n测试2: \n";
48 test2();
49 }
task3.cpp
运行结果：
问题：
问题1：vectorInt类中，复制构造函数（line14)的实现，是深复制还是浅复制？
答：深复制（分配了新内存且元素值是逐个复制的，line36）
问题2：vectorInt类中，这两个at()接口，如果返回值类型改成int而非int&（相应地，实现部分也 同步修改），测试代码还能正确运行吗？如果把line18返回值类型前面的const掉，针对这个测试 代码，是否有潜在安全隐患？尝试分析说明。
答：不能。改后意味着函数返回的是元素的副本而不是引用，导致无法通过at（）接口修改vectorInt中实际元素值，因为返回的是值的副本，而且测试代码中有通过at（）修改元素值的操作。
有潜在安全隐患。允许了非const版本的at（）函数修改对象，设计预想偏差。
问题3：vectorInt类中，assign()接口，返回值类型可以改成vectorInt（即返回对象而不是引用）吗？你的结论及原因分析。
答：不可以，应该保持为vectorInt&以保持一致性。可能导致在需要引用时返回了对象而不是引用，而且assign（）用于就地修改对象，返回对象会改变语义，使函数行为与预期不符。
实验任务4：
代码：
1 #pragma once
2
3 #include <iostream>
4 #include <cassert>
5
6 using std::cout;
7 using std::endl;
8
9 // 类Matrix的声明
10 class Matrix {
11 public:
12 Matrix(int n, int m); // 构造函数，构造一个n*m的矩阵, 初始值为value
13 Matrix(int n); // 构造函数，构造一个n*n的矩阵, 初始值为value
14 Matrix(const Matrix &x); // 复制构造函数， 使用已有的矩阵X构造
15 ~Matrix();
16
17 void set(const double *pvalue); // 用pvalue指向的连续内存块数据按行为矩阵赋值
18 void clear(); // 把矩阵对象的值置0
19
20 const double& at(int i, int j) const; // 返回矩阵对象索引(i,j)的元素const引用
21 double& at(int i, int j); // 返回矩阵对象索引(i,j)的元素引用
22
23 int get_lines() const; // 返回矩阵对象行数
24 int get_cols() const; // 返回矩阵对象列数
25
26 void display() const; // 按行显示矩阵对象元素值
27
28 private:
29 int lines; // 矩阵对象内元素行数
30 int cols; // 矩阵对象内元素列数
31 double *ptr;
32 };
33
34 // 类Matrix的实现：待补足
35 // matrix.cpp
36 #include "matrix.hpp"
37
38 Matrix::Matrix(int n, int m) : lines(n), cols(m), ptr(new double[n * m]) {
39 std::fill(ptr, ptr + n * m, 0); // 初始化为0
40 }
41
42 Matrix::Matrix(int n) : Matrix(n, n) {}
43
44 Matrix::Matrix(const Matrix &x) : lines(x.lines), cols(x.cols), ptr(new double[x.lines * x.cols]) {
45 std::copy(x.ptr, x.ptr + x.lines * x.cols, ptr);
46 }
47
48 Matrix::~Matrix() {
49 delete[] ptr;
50 }
51
52 void Matrix::set(const double *pvalue) {
53 std::copy(pvalue, pvalue + lines * cols, ptr);
54 }
55
56 void Matrix::clear() {
57 std::fill(ptr, ptr + lines * cols, 0);
58 }
59
60 const double& Matrix::at(int i, int j) const {
61 assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols);
62 return ptr[i * cols + j];
63 }
64
65 double& Matrix::at(int i, int j) {
66 assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols);
67 return ptr[i * cols + j];
68 }
69
70 int Matrix::get_lines() const {
71 return lines;
72 }
73
74 int Matrix::get_cols() const {
75 return cols;
76 }
77
78 void Matrix::display() const {
79 for (int i = 0; i < lines; ++i) {
80 for (int j = 0; j < cols; ++j) {
81 cout << ptr[i * cols + j] << " ";
82 }
83 cout << endl;
84 }
85 }
matrix.hpp
1 #include "matrix.hpp"
2 #include <iostream>
3 #include <cassert>
4
5 using std::cin;
6 using std::cout;
7 using std::endl;
8
9
10 const int N = 1000;
11
12 // 输出矩阵对象索引为index所在行的所有元素
13 void output(const Matrix &m, int index) {
14 assert(index >= 0 && index < m.get_lines());
15
16 for(auto j = 0; j < m.get_cols(); ++j)
17 cout << m.at(index, j) << ", ";
18 cout << "\b\b \n";
19 }
20
21
22 void test1() {
23 double x[1000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
24
25 int n, m;
26 cout << "Enter n and m: ";
27 cin >> n >> m;
28
29 Matrix m1(n, m); // 创建矩阵对象m1, 大小n×m
30 m1.set(x); // 用一维数组x的值按行为矩阵m1赋值
31
32 Matrix m2(m, n); // 创建矩阵对象m1, 大小m×n
33 m2.set(x); // 用一维数组x的值按行为矩阵m1赋值
34
35 Matrix m3(2); // 创建一个2×2矩阵对象
36 m3.set(x); // 用一维数组x的值按行为矩阵m4赋值
37
38 cout << "矩阵对象m1: \n"; m1.display(); cout << endl;
39 cout << "矩阵对象m2: \n"; m2.display(); cout << endl;
40 cout << "矩阵对象m3: \n"; m3.display(); cout << endl;
41 }
42
43 void test2() {
44 Matrix m1(2, 3);
45 m1.clear();
46
47 const Matrix m2(m1);
48 m1.at(0, 0) = -999;
49
50 cout << "m1.at(0, 0) = " << m1.at(0, 0) << endl;
51 cout << "m2.at(0, 0) = " << m2.at(0, 0) << endl;
52 cout << "矩阵对象m1第0行: "; output(m1, 0);
53 cout << "矩阵对象m2第0行: "; output(m2, 0);
54 }
55
56 int main() {
57 cout << "测试1: \n";
58 test1();
59
60 cout << "测试2: \n";
61 test2();
62 }
task4.cpp
运行结果：
实验任务5：
代码：
1 // user.hpp
2 #pragma once
3 #include <iostream>
4 #include <string>
5
6 class User {
7 private:
8 std::string name; // 用户名
9 std::string password; // 密码
10 std::string email; // 邮箱
11
12 public:
13 // 构造函数
14 User(const std::string& name = "", const std::string& password = "123456", const std::string& email = "")
15 : name(name), password(password), email(email) {}
16
17 // 设置邮箱
18 void set_email() {
19 std::cout << "Please enter your email: ";
20 std::getline(std::cin, email);
21 // 简单合法性校验（是否包括@）
22 while (email.find('@') == std::string::npos) {
23 std::cout << "Invalid email, please try again: ";
24 std::getline(std::cin, email);
25 }
26 }
27
28 // 修改密码
29 void change_password() {
30 std::string old_password;
31 int attempts = 0;
32 while (attempts < 3) {
33 std::cout << "Please enter your old password: ";
34 std::getline(std::cin, old_password);
35 if (old_password == password) {
36 std::cout << "Please enter your new password: ";
37 std::getline(std::cin, password);
38 return;
39 } else {
40 std::cout << "Incorrect password, please try again." << std::endl;
41 attempts++;
42 }
43 }
44 std::cout << "Too many failed attempts, please try again later." << std::endl;
45 }
46
47 // 打印用户信息
48 void display() const {
49 std::string masked_password(password.size(), '*');
50 std::cout << "Name: " << name << "\nPassword: " << masked_password << "\nEmail: " << email << std::endl;
51 }
52 };
user.hpp
1 #include "user.hpp"
2 #include <iostream>
3 #include <vector>
4 #include <string>
5
6 using std::cin;
7 using std::cout;
8 using std::endl;
9 using std::vector;
10 using std::string;
11
12 void test() {
13 vector<User> user_lst;
14
15 User u1("Alice", "2024113", "[email protected]");
16 user_lst.push_back(u1);
17 cout << endl;
18
19 User u2("Bob");
20 u2.set_email();
21 u2.change_password();
22 user_lst.push_back(u2);
23 cout << endl;
24
25 User u3("Hellen");
26 u3.set_email();
27 u3.change_password();
28 user_lst.push_back(u3);
29 cout << endl;
30
31 cout << "There are " << user_lst.size() << " users. they are: " << endl;
32 for(auto &i: user_lst) {
33 i.display();
34 cout << endl;
35 }
36 }
37
38 int main() {
39 test();
40 }
task5.cpp
运行结果：
实验任务6：
1 #ifndef __DATE_H__
2 #define __DATE_H__
3
4 class Date {
5 private:
6 int year; //年
7 int month; //月
8 int day; //日
9 int totalDays; //该日期是从公元元年1月1日开始的第几天
10 public:
11 Date(int year, int month, int day); //用年、月、日构造日期
12 int getYear() const { return year; }
13 int getMonth() const { return month; }
14 int getDay() const { return day; }
15 int getMaxDay() const;
16 bool isLeapYear() const {
17 return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
18 }
19 void show() const;
20 //计算两个日期之间相差多少天
21 int distance(const Date& date) const {
22 return totalDays - date.totalDays;
23 }
24 };
25 #endif
date.h
1 #include "date.h"
2 #include <iostream>
3 #include <cstdlib>
4 using namespace std;
5
6 //命名空间使下面的定义只在当前文件中有效
7 namespace {
8 //存储平年中的某个月1日之前有多少天，为便于getMaxDay函数的实现，该数组多出一项
9 const int DAYS_BEFORE_MONTH[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334, 365 };
10 }
11
12 Date::Date(int year, int month, int day) : year(year), month(month), day(day) {
13 if (day <= 0 || day > getMaxDay()) {
14 cout << "Invalid date.";
15 show();
16 cout << endl;
17 exit(1);
18 }
19 int years = year - 1;
20 totalDays = years * 365 + years / 4 - years / 100 + years / 400
21 + DAYS_BEFORE_MONTH[month-1] + day;
22 if (isLeapYear() && month > 2) totalDays++;
23 }
24
25
26 int Date::getMaxDay()const {
27 if (isLeapYear() && month == 2) {
28 return 29;
29 }
30 else {
31 return DAYS_BEFORE_MONTH[month] - DAYS_BEFORE_MONTH[month - 1];
32 }
33 }
34
35 void Date::show() const {
36 cout << getYear() << '-' << getMonth() << '-' << getDay();
37 }
date.cpp
1 #ifndef __ACCOUNT_H__
2 #define __ACCOUNT_H__
3 #include "date.h"
4 #include <string>
5 class SavingsAccount { //储蓄账户类
6 private:
7 std::string id; //账号
8 double balance; //余额
9 double rate; //存款的年利率
10 Date lastDate; //上次变更余额的日期
11 double accumulation; //余额按日累加之和
12 static double total; //所有账户的总金额
13 //记录一笔帐，date为日期，amount为金额，desc为说明
14 void record(const Date& date, double amount, const std::string& desc);
15 //报告错误信息
16 void error(const std::string& msg) const;
17 //获得指定日期为止的存款金额按日累积值
18 double accumulate(const Date& date) const {
19 return accumulation + balance * date.distance(lastDate);
20 }
21 public:
22 //构造函数
23 SavingsAccount(const Date& date, const std::string& id, double rate);
24 const std::string& getId() const { return id; }
25 double getBalance() const { return balance; }
26 double getRate() const { return rate; }
27 static double getTotal() { return total; }
28 //存入现金
29 void deposit(const Date& date, double amount, const std::string& desc);
30 //取出现金
31 void withdraw(const Date& date, double amount, const std::string& desc);
32 //结算利息，每年1月1日调用一次该函数
33 void settle(const Date& date);
34 //显示账户信息
35 void show() const;
36 };
37 #endif
account.h
1 #include "account.h"
2 #include <cmath>
3 #include <iostream>
4 using namespace std;
5 double SavingsAccount::total = 0;
6 SavingsAccount::SavingsAccount(const Date& date, const std::string& id, double rate):id(id), balance(0), rate(rate), lastDate(date), accumulation(0){
7 date.show();
8 cout<< "\t#" << id << " created" << endl;
9 }
10 void SavingsAccount::record(const Date& date, double amount, const std::string& desc) {
11 accumulation = accumulate(date);
12 lastDate = date;
13 amount = floor(amount * 100 + 0.5) / 100; //保留小数点后两位
14 balance += amount;
15 total += amount;
16 date.show();
17 cout << "\t#" << id << "\t" << amount << "\t" << balance << "\t" << desc << endl;
18 }
19 void SavingsAccount::error(const std::string& msg) const {
20 cout << "Error(#" << id << "): " << msg << endl;
21 }
22
23 void SavingsAccount::deposit(const Date& date, double amount, const std::string& desc) {
24 record(date, amount, desc);
25 }
26
27 void SavingsAccount::withdraw(const Date& date, double amount, const std::string& desc) {
28 if (amount > getBalance())
29 error("not enough money");
30 else
31 record(date, -amount, desc);
32 }
33
34 void SavingsAccount::settle(const Date& date) {
35 double interest = accumulate(date) * rate /date.distance(Date(date.getYear()-1,1,1));
36 if (interest != 0)
37 record(date, interest, "interest");
38 accumulation = 0;
39 }
40
41 void SavingsAccount::show() const {
42 cout << id << "\tBalance: " << balance;
43 }
account.cpp
1 #include "account.h"
2 #include <iostream>
3 using namespace std;
4
5 int main() {
6 Date date(2008, 11, 1); //起始日期
7 //建立账户
8 SavingsAccount accounts[] = {
9 SavingsAccount(date, "03755217", 0.015),
10 SavingsAccount(date, "02342342", 0.015)
11 };
12 const int n = sizeof(accounts) / sizeof(SavingsAccount); //账户总数
13 //11月份的几笔账目
14 accounts[0].deposit(Date(2008, 11, 5), 5000, "salary");
15 accounts[1].deposit(Date(2008, 11, 25), 10000, "sell stock 0323");
16 //12月份的几笔账目
17 accounts[0].deposit(Date(2008, 12, 5), 5500, "salary");
18 accounts[1].withdraw(Date(2008, 12, 20), 4000, "buy a laptop");
19 //结算所有账户并输出各个账户信息
20 cout << endl;
21 for (int i = 0; i < n; i++) {
22 accounts[i].settle(Date(2009, 1, 1));
23 accounts[i].show();
24 cout << endl;
25 }
26 cout << "Total: " << SavingsAccount::getTotal() << endl;
27 return 0;
28 }
6_25.cpp
运行结果：
无微调。
标签：std,const,对象,编程,int,实验,vectorInt,include,ptr From： https://www.cnblogs.com/Daisy78/p/18525819