任务1：
源代码：
button.hpp:
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
using std::string;
using std::cout;
// 按钮类
class Button {
public:
Button(const string &text);
string get_label() const;
void click();
private:
string label;
};
//自定义Button类
Button::Button(const string &text): label{text} {}
inline string Button::get_label() const {
return label;//内联函数，返回label名字
}
void Button::click() {
cout << "Button '" << label << "' clicked\n";
}
window.hpp:
#pragma once
#include "button.hpp"
#include <vector>
//把每一个字符串元素的Button装到vector容器里面
#include <iostream>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;
// 窗口类
class Window{
public:
Window(const string &win_title);
void display() const;
void close();
void add_button(const string &label);
private:
string title;
vector<Button> buttons;
};
//自定义窗口类
Window::Window(const string &win_title): title{win_title} {
buttons.push_back(Button("close"));//不需要设置为内联函数，因为调用次数少，不需要提前编译
}
inline void Window::display() const {
string s(40, '*');
cout << s << endl;
cout << "window title: " << title << endl;
cout << "It has " << buttons.size() << " buttons: " << endl;
for(const auto &i: buttons)
cout << i.get_label() << " button" << endl;
cout << s << endl;
}
void Window::close() {
cout << "close window '" << title << "'" << endl;
buttons.at(0).click();
}
void Window::add_button(const string &label) {
buttons.push_back(Button(label));
}
task1.cpp:
#include "window.hpp"
#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;
void test() {
Window w1("new window");
w1.add_button("maximize");
w1.display();
w1.close();
}
int main() {
cout << "用组合类模拟简单GUI:\n";
test();
}
运行结果截图：
问题1：
在该项目中，自定义了Button类和Window类；用到了标注库中的string类和vector类；Button类和string类存在组合关系，Window类和vector类存在组合关系。
问题2：
Button类中的click函数不需要设置为inline内联函数，因为在后续的Window类中它的调用次数比较少；
Window类中的close函数也是这样，它的调用只存在于要结束运行时且只需要调用一次；
Window类中的add函数可以设置为内联函数，在大规模加入新的Window窗口时，将它设置为内联函数可以减少运行时间。
问题3：
这一行的代码作用是输出四十个‘*’字符在每次调用Window类中的函数的第一行，主要是为了将每次的调用人为地分隔开，使得运行界面更加简洁明了。
任务2：
源代码：
task2.cpp:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void output1(const vector<int> &v) {
for(auto &i: v)
cout << i << ", ";
cout << "\b\b \n";
}
void output2(const vector<vector<int>> v) {
for(auto &i: v) {
for(auto &j: i)
cout << j << ", ";
cout << "\b\b \n";
}
}
void test1() {
vector<int> v1(5, 42);
const vector<int> v2(v1);
v1.at(0) = -999;
cout << "v1: "; output1(v1);
cout << "v2: "; output1(v2);
cout << "v1.at(0) = " << v1.at(0) << endl;
cout << "v2.at(0) = " << v2.at(0) << endl;
}
void test2() {
vector<vector<int>> v1{{1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}};
const vector<vector<int>> v2(v1);
v1.at(0).push_back(-999);
cout << "v1: \n"; output2(v1);
cout << "v2: \n"; output2(v2);
vector<int> t1 = v1.at(0);
cout << t1.at(t1.size()-1) << endl;
const vector<int> t2 = v2.at(0);
cout << t2.at(t2.size()-1) << endl;
}
int main() {
cout << "测试1:\n";
test1();
cout << "\n测试2:\n";
test2();
}
运行结果截图：
回答问题：
问题1：
这三行代码的功能是将v1初始化为五个42的vector容器，并将v2初始化为v1，然后将v1中的第一个元素变为-999.
问题2：
这三行代码的功能是将v1初始化为两个元素的vector类，一个元素为{1，2，3}，一个元素为{4，5，6，7}；并将不能改变的const类v2初始化为v1，然后在v1第一个元素的后面加上-999。
问题3：
将vector类t1，t2分别用v1，v2的第一个元素初始化，其中t2和v2一样都是无法改变值的cosnt类，然后输出t1，t2的最后一个元素。
问题4：
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。创建的新vector对象和原来的vector对象互相不干涉，新对象有自己独立的内存空间。
是的，vector类中的at（）函数至少要有一个const类的函数接口来确保能对const类型的数据进行引用。
任务3：
源代码：
vectorInt.hpp:
#pragma once
#include <iostream>
#include <cassert>//储存assert宏的关键字
using std::cout;
using std::endl;
// 动态int数组对象类
class vectorInt{
public:
vectorInt(int n);
vectorInt(int n, int value);
vectorInt(const vectorInt &vi);
~vectorInt();
int& at(int index);
const int& at(int index) const;
vectorInt& assign(const vectorInt &v);
int get_size() const;
private:
int size;
int *ptr; // ptr指向包含size个int的数组
};
vectorInt::vectorInt(int n): size{n}, ptr{new int[size]} {
}
vectorInt::vectorInt(int n, int value): size{n}, ptr{new int[size]} {
for(auto i = 0; i < size; ++i)
ptr[i] = value;
}
vectorInt::vectorInt(const vectorInt &vi): size{vi.size}, ptr{new int[size]}
{
for(auto i = 0; i < size; ++i)
ptr[i] = vi.ptr[i];
}
vectorInt::~vectorInt() {
delete [] ptr;
}
const int& vectorInt::at(int index) const {
assert(index >= 0 && index < size);//assert关键字，可以检查是否符合括号里面的条件
return ptr[index];
}
int& vectorInt::at(int index) {
assert(index >= 0 && index < size);
return ptr[index];
}
vectorInt& vectorInt::assign(const vectorInt &v) {//容器中的assign函数，可以实现复制的作用
delete[] ptr; // 释放对象中ptr原来指向的资源
size = v.size;
ptr = new int[size];
for(int i = 0; i < size; ++i)
ptr[i] = v.ptr[i];
return *this;
}
int vectorInt::get_size() const {
return size;
}
task3.cpp:
#include "vectorInt.hpp"
#include <iostream>
using std::cin;
using std::cout;
void output(const vectorInt &vi) {
for(auto i = 0; i < vi.get_size(); ++i)
cout << vi.at(i) << ", ";
cout << "\b\b \n";
}
void test1() {
int n;
cout << "Enter n: ";
cin >> n;
vectorInt x1(n);
for(auto i = 0; i < n; ++i)x1.at(i) = i*i;
cout << "x1: "; output(x1);
vectorInt x2(n, 42);
vectorInt x3(x2);
x2.at(0) = -999;
cout << "x2: "; output(x2);
cout << "x3: "; output(x3);
}
void test2() {
const vectorInt x(5, 42);
vectorInt y(10, 0);
cout << "y: "; output(y);
y.assign(x);
cout << "y: "; output(y);
cout << "x.at(0) = " << x.at(0) << endl;
cout << "y.at(0) = " << y.at(0) << endl;
}
int main() {
cout << "测试1: \n";
test1();
cout << "\n测试2: \n";
test2();
}
运行结果截图：
问题1：
该拷贝构造函数是浅复制，因为只定义了一套新的指针指向要复制的对象，并没有开辟新的内存空间储存复制对象。
问题2：
不能够正常运行，因为去掉&引用符号后，代码将不能修改要引用的数据的值，而在测试代码中有修改数据的操作，故不能正常运行。
有安全隐患，将该函数的const前缀去掉之后，编译后再运行编译器可能无法保护本应该被保护的数据，导致const变量被修改；同时const函数也无法返回非const变量，即使它是被引用的。
问题3：
不可以，返回值为&vectorInt类型使得assign函数可以直接去改变要改变的值；去掉&后，编译器会创建要改变的vectorInt类的副本，会浪费系统的内存和编译时间，也不会改变原来的vectorInt对象。
观察和思考：
标准库中的vector动态数组可以实现数据的动态储存，不需要声明容量，而自己定义的vectorInt类则需要提前声明容量n，否则无法使用；
标准库中的vector动态数组通过内存预处理来实现动态容纳数据，而自己设计的vectorInt中通过指针来管理，指针的安全性较低，可能会造成内存泄漏；
标准库中的vector动态数组定义了许多功能强大的功能函数，方便处理数据，而自己的vectorInt类含有较少的函数；
标准库中的vector动态数组经过优化，有较高的性能和效率，可以大规模处理数据，而自己的vectorInt类在处理大规模数据时可能会导致内存，编译时间等方面的问题。
任务4：
源代码：
matrix.hpp:
#pragma once
#include <iostream>
#include <cassert>
using std::cout;
using std::endl;
class Matrix {
public:
// 构造函数，创建一个 n * m 的矩阵，初始化为 0
Matrix(int n, int m) : lines(n), cols(m) {
assert(n > 0 && m > 0);
ptr = new double[lines * cols](); // 分配内存并初始化为 0
}
// 构造函数，创建一个 n * n 的矩阵，初始化为 0
Matrix(int n) : lines(n), cols(n) {
assert(n > 0);
ptr = new double[lines * cols](); // 分配内存并初始化为 0
}
// 复制构造函数，使用已有矩阵 x 的数据构造新矩阵
Matrix(const Matrix &x) : lines(x.lines), cols(x.cols) {
ptr = new double[lines * cols];
for (int i = 0; i < lines * cols; ++i) {
ptr[i] = x.ptr[i]; // 按元素复制
}
}
// 析构函数，释放内存
~Matrix() {
delete[] ptr;
}
// 用 pvalue 指向的内存块数据按行赋值
void set(const double *pvalue) {
for (int i = 0; i < lines * cols; ++i) {
ptr[i] = pvalue[i];
}
}
// 清空矩阵，将所有元素置为 0
void clear() {
for (int i = 0; i < lines * cols; ++i) {
ptr[i] = 0.0;
}
}
// 返回矩阵元素(i, j)的常量引用
const double& at(int i, int j) const {
assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols); // 确保索引合法
return ptr[i * cols + j];
}
// 返回矩阵元素(i, j)的引用
double& at(int i, int j) {
assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols); // 确保索引合法
return ptr[i * cols + j];
}
// 返回矩阵的行数
int get_lines() const {
return lines;
}
// 返回矩阵的列数
int get_cols() const {
return cols;
}
// 显示矩阵的元素值
void display() const {
for (int i = 0; i < lines; ++i) {
for (int j = 0; j < cols; ++j) {
cout << at(i, j) << " ";
}
cout << endl;
}
}
private:
int lines; // 矩阵的行数
int cols; // 矩阵的列数
double *ptr; // 矩阵元素的指针
};
task4.cpp:
#include "matrix.hpp"
#include <iostream>
#include <cassert>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
const int N = 1000;
// 输出矩阵对象索引为 index 所在行的所有元素
void output(const Matrix &m, int index) {
assert(index >= 0 && index < m.get_lines());
for (int j = 0; j < m.get_cols(); ++j)
cout << m.at(index, j) << ", ";
cout << "\b\b \n";
}
void test1() {
double x[1000] = {2,3,5,6,7,8,9,1,4};
int n, m;
cout << "Enter n and m: ";
cin >> n >> m;
Matrix m1(n, m); // 创建矩阵对象 m1, 大小 n×m
m1.set(x); // 用一维数组 x 的值按行为矩阵 m1 赋值
Matrix m2(m, n); // 创建矩阵对象 m2, 大小 m×n
m2.set(x); // 用一维数组 x 的值按行为矩阵 m2 赋值
Matrix m3(2); // 创建一个 2×2 矩阵对象
m3.set(x); // 用一维数组 x 的值按行为矩阵 m3 赋值
cout << "矩阵对象 m1: \n";
m1.display();
cout << endl;
cout << "矩阵对象 m2: \n";
m2.display();
cout << endl;
cout << "矩阵对象 m3: \n";
m3.display();
cout << endl;
}
void test2() {
Matrix m1(2, 3);
m1.clear(); // 清空矩阵 m1
const Matrix m2(m1); // 通过 m1 创建矩阵 m2
m1.at(0, 0) = -999; // 修改 m1 的第 (0, 0) 元素
cout << "m1.at(0, 0) = " << m1.at(0, 0) << endl;
cout << "m2.at(0, 0) = " << m2.at(0, 0) << endl; // 输出 m2 对应元素
cout << "矩阵对象 m1 第 0 行: ";
output(m1, 0);
cout << "矩阵对象 m2 第 0 行: ";
output(m2, 0);
}
int main() {
cout << "测试1: \n";
test1();
cout << "测试2: \n";
test2();
return 0;
}
运行结果截图：
任务5：
源代码：
user.hpp:
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cassert>
using std::string;
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
class User {
private:
string name; // 用户名
string password; // 密码
string email; // 邮箱
public:
// 构造函数1：仅通过用户名构造，默认密码为 "123456"，邮箱为空
User(const string& user_name) : name(user_name), password("123456"), email("") {}
// 构造函数2：通过用户名、密码和邮箱构造
User(const string& user_name, const string& user_password, const string& user_email)
: name(user_name), password(user_password), email(user_email) {}
// 设置邮箱
void set_email() {
cout << "Enter email address: ";
cin >> email;
while (email.find('@') == string::npos) {
cout << "illegal email.please re-enter email: ";
cin >> email;
}
cout<<"email is set suvvessfully..."<<endl;
}
// 修改密码
void change_password() {
string old_password;
string new_password;
int attempts = 0;
// 循环要求用户输入旧密码，最多尝试三次
while (attempts < 3) {
cout << "Enter old password: ";
cin >> old_password;
// 检查密码是否正确
if (old_password == password) {
cout << "Enter new password: ";
cin >> new_password;
password = new_password; // 修改密码
cout << "new password is set successfully！" << endl;
return;
} else {
cout << "Password input error,please re-enter again。" << endl;
attempts++;
}
}
// 如果三次输入错误，则提示用户稍后再试
if (attempts == 3) {
cout << "Password input error,please try after a while" << endl;
}
}
// 显示用户信息，密码以 * 显示
void display() const {
cout << "name: " << name << endl;
cout << "pass: ";
for (size_t i = 0; i < password.size(); ++i) {
cout << "*"; // 用 * 代替密码显示
}
cout << endl;
cout << "email: " << email << endl;
}
};
task5.cpp:
#include "user.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
using std::string;
void test() {
vector<User> user_lst;
User u1("Alice", "2024113", "[email protected]");
user_lst.push_back(u1);
cout << endl;
User u2("Bob");
u2.set_email();
u2.change_password();
user_lst.push_back(u2);
cout << endl;
User u3("Hellen");
u3.set_email();
u3.change_password();
user_lst.push_back(u3);
cout << endl;
cout << "There are " << user_lst.size() << " users. they are: " << endl;
for(auto &i: user_lst) {
i.display();
cout << endl;
}
}
int main() {
test();
}
运行结果截图：
任务6：
源代码：
//account.h
#ifndef __ACCOUNT_H__
#define __ACCOUNT_H__
#include "date.h"
#include <string>
class SavingsAccount {//储蓄账户类
private:
std::string id;//账号
double balance;//余额
double rate;//存款的年利率
Date lastDate;//上次变更余额的时期
double accumulation;//按日累加以和
static double total;//所有账户的总金额
//记录一笔账，date为日期，amount为金额，desc为说明
void record(const Date & date, double amount, const std::string & desc);
//报告错误信息
void error(const std::string & msg) const;
//获得指定日期为止的存款金额按日累增值
double accumulate(const Date & date) const {
return accumulation + balance * date.distance(lastDate);
}
public:
//构造函数
SavingsAccount(const Date & date, const std::string & id, double rate);//获得账号
const std::string & getId() const { return id; } //获得余额
double getBalance() const { return balance; } //获得年利率
double getRate() const { return rate; }
static double getTotal() { return total; }//存入现金
void deposit(const Date & date, double amount, const std::string & desc);//取出现金
void withdraw(const Date & date, double amount, const std::string & desc);//结算利息，每年1月1日调用一次该函数
void settle(const Date & date);
//显示账户信息
void show() const;
};
#endif //__ACCOUNT_H__#pragma once
//date.h
#ifndef __DATE_H__
#define __DATE_H__
class Date {//日期类
private:
int year; //年
int month;//月
int day;//日
int totalDays;//该日期是从公元元年1月1日开始的第几天
public:
Date(int year, int month, int day);//用年、月、日构造日期
int getYear() const { return year; }
int getMonth() const { return month; }
int getDay() const { return day; }
int getMaxDay() const;//获得当月有多少天
bool isLeapYear() const {//判断当年是否为闰年
return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
}
void show() const;//输出当前日期
int distance(const Date & date) const {
return totalDays - date.totalDays;
}
};
#endif //__DATE_H__
//account.cpp
#include "account.h"
#include <cmath>
#include <iostream>
using namespace std;
double SavingsAccount::total = 0;
//SavingsAccount类相关成员函数的实现
SavingsAccount::SavingsAccount(const Date &date,const string &id,double rate):id(id),balance(0),rate(rate),lastDate(date),accumulation(0){
date.show();
cout << "\t#" << id << " created" << endl;
}
void SavingsAccount::record(const Date & date, double amount, const string & desc) {
accumulation = accumulate(date);
lastDate = date;
amount = floor(amount * 100 + 0.5) / 100;
//保留小数点后两位
balance += amount;
total += amount;
date.show();
cout << "\t#" << id << "\t" << amount << "\t" << balance << "\t" << desc << endl;
}
void SavingsAccount::error(const string & msg) const {
cout << "Error(#" << id << "): " << msg << endl;
}
void SavingsAccount::deposit(const Date & date, double amount, const string & desc) {
record(date, amount, desc);
}
void SavingsAccount::withdraw(const Date & date, double amount, const string & desc) {
if (amount > getBalance())
error("not enough money");
else
record(date, -amount, desc);
}
void SavingsAccount::settle(const Date & date) {
double interest = accumulate(date) * rate / date.distance(Date(date.getYear() - 1, 1, 1));
if (interest != 0)
record(date, interest, "interest");
accumulation = 0;
}
void SavingsAccount::show() const {
cout << "ID: " << id << "\tBalance: " << balance;
}
//date.cpp
#include "date.h"
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
namespace {
//namespace使下面的定义只在当前文件中有效
const int DAYS_BEFORE_MONTH[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334, 356 };
}
Date::Date(int year, int month, int day) :year(year), month(month), day(day) {
if (day <= 0 || day > getMaxDay()) {
cout << "Invalid date: ";
show();
cout << endl;
exit(1);
}
int years = year - 1;
totalDays = years * 365 + years / 4 - years / 100 + years / 400 + DAYS_BEFORE_MONTH[month - 1] + day;
if (isLeapYear() && month > 2) totalDays++;
}
int Date::getMaxDay() const {
if (isLeapYear() && month == 2) return 29;
else return DAYS_BEFORE_MONTH[month] - DAYS_BEFORE_MONTH[month - 1];
}
void Date::show() const {
cout << getYear() << "-" << getMonth() << "-" << getDay();
}
//6.25.cpp
#include "account.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
Date date(2008, 11, 1);
//起始日期
//建立几个账户
SavingsAccount accounts[] = {
SavingsAccount(date, "03755217", 0.015),
SavingsAccount(date, "02342342", 0.015)
};
//几笔账目
accounts[0].deposit(Date(2008, 11, 5), 5000, "salary");
accounts[1].deposit(Date(2008, 11, 25), 10000, "sell stock 0323");
accounts[0].deposit(Date(2008, 12, 5), 5500, "salary");
accounts[1].withdraw(Date(2008, 12, 20), 4000, "buy a laptop");
//结算所有账户并输出各个账户信息
cout << endl;
for (int i = 0; i < sizeof(accounts) / sizeof(SavingsAccount); i++) {
accounts[i].settle(Date(2009, 1, 1));
accounts[i].show();
cout << endl;
}
cout << "Total: " << SavingsAccount::getTotal() << endl;
return 0;
}
标签：std,const,cout,int,c++,实验,vectorInt,程序设计,include From： https://www.cnblogs.com/1218xzw/p/18525833