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实验三 类与数组指针

时间：2023-11-05 21:46:51浏览次数：25  
标签：index const 数组 Point int 实验 vectorPoint include 指针

第一个任务

#pragma once

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Point {
public:
    Point(int x0 = 0, int y0 = 0);
    ~Point() = default;

    int get_x() const;
    int get_y() const;
    void show() const;
    void move(int new_x, int new_y);

private:
    int x, y;
};

Point::Point(int x0, int y0): x{x0}, y{y0} {   
}

int Point::get_x() const {
    return x;
}

int Point::get_y() const {
    return y;
}

void Point::show() const {
    cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
}

void Point::move(int new_x, int new_y) {
    x = new_x;
    y = new_y;
}
实验1point.hpp 
#include "vectorint.hpp" 
#include <iostream>

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

void output(const vectorInt &vi) {
    for(auto i = 0; i < vi.get_size(); ++i)
        cout << vi.at(i) << ", ";
    cout << "\b\b \n";
}

void test() {
    int n;
    cout << "输入vectorInt对象中元素个数: ";
    cin >> n;

    vectorInt x1(n);  
    for(auto i = 0; i < n; ++i)
        x1.at(i) = i*i;
    cout << "vectorInt对象x1: ";
    output(x1);

    vectorInt x2(n, 42); 
    cout << "vectorInt对象x2: ";
    output(x2);
    vectorInt x3(x2);    
    cout << "vectorInt对象x3: ";
    output(x3);

    cout << "更新vectorInt对象x2......\n";
    x2.at(0) = 77;
    x2.at(1) = -999;

    cout << "vectorInt对象x2: ";
    output(x2);
    cout << "vectorInt对象x3: ";
    output(x3);
}

int main() {
    test();
}
实验1task.cpp

 

 问题1：对x对象进行更新时，基于 vector 对象x创建的对象y是否发生变化？

 x对象变化时 y不变化

问题2：标准库模板类vector在复制一个动态数组对象时，实现的是深复制还是浅复制？

实现的是深复制

 

第二个任务

#pragma once

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Point {
public:
    Point(int x0 = 0, int y0 = 0);
    ~Point() = default;

    int get_x() const;
    int get_y() const;
    void show() const;
    void move(int new_x, int new_y);

private:
    int x, y;
};

Point::Point(int x0, int y0): x{x0}, y{y0} {   
}

int Point::get_x() const {
    return x;
}

int Point::get_y() const {
    return y;
}

void Point::show() const {
    cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
}

void Point::move(int new_x, int new_y) {
    x = new_x;
    y = new_y;
}
task2 Point.hpp 
#pragma once

#include "point.hpp"
#include <cassert>
#include <iostream>

class vectorPoint{
public:
    vectorPoint(int n);
    ~vectorPoint();
    
    int get_size() const;           // 获得当前动态数组内元素个数
    Point& at(int index);           // 返回下标为index的元素引用
    Point& at(int index) const;     // 返回下标为index的元素const引用

private:
    int size; // 动态数组的大小
    Point *ptr;
};

vectorPoint::vectorPoint(int n) : size{n} {
    ptr = new Point[n];
}

vectorPoint::~vectorPoint() {
    delete[] ptr;
}

int vectorPoint::get_size() const {
    return size;
}

Point& vectorPoint::at(int index) {
    assert(index >= 0 && index < size);  // 宏，在测试模式下工作。如果不满足条件，则程序终止
    return ptr[index];
}

Point& vectorPoint::at(int index) const {
    assert(index >= 0 && index < size);  
    return ptr[index];
}
task2 vectorPoint.hpp 
#include "vectorPoint.hpp"
#include <iostream>

// 输出vectorPoint对象内的所有数据
void output(const vectorPoint &v) {
    for(auto i = 0; i < v.get_size(); ++i)
        v.at(i).show();
}

// 测试vectorPoint类：构造对象、复制构造对象
void test() {
    using namespace std;

    int n;
    cout << "输入vectorPoint对象中元素个数: ";
    cin >> n;

    vectorPoint x(n);
    cout << "x对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(x); 

    vectorPoint y(x);
    cout << "\ny对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(y); 

    cout << "\n更新x对象中点坐标信息......" << endl;
    x.at(0).move(30, 50);
    x.at(1).move(-1, -1);

    cout << "x对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(x); 

    cout << "\ny对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(y); 
}

int main() {
    test();
}
task.cpp

 

问题1：观察更新对象x后，基于 vectorPoint 对象x创建的对象y是否发生变化？

问题2：编译器为vectorPoint类创建的默认复制构造函数，在复制一个动态数组对象时，实现 的是深复制还是浅复制？

问题3：在类vectorPoint内部，手动增加的以下复制构造函数声明和定义，实现的是浅复制还 是深复制？

发生变化
浅复制
浅复制

 

第三个任务

#pragma once

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Point {
public:
    Point(int x0 = 0, int y0 = 0);
    ~Point() = default;

    int get_x() const;
    int get_y() const;
    void show() const;
    void move(int new_x, int new_y);

private:
    int x, y;
};

Point::Point(int x0, int y0): x{x0}, y{y0} {   
}

int Point::get_x() const {
    return x;
}

int Point::get_y() const {
    return y;
}

void Point::show() const {
    cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
}

void Point::move(int new_x, int new_y) {
    x = new_x;
    y = new_y;
}
task3 Point. hpp 
#pragma once

#include "point.hpp"
#include <cassert>
#include <iostream>

class vectorPoint{
public:
    vectorPoint(int n);
    vectorPoint(const vectorPoint &vp);
    ~vectorPoint();
    
    int get_size() const;          
    Point& at(int index);           
    Point& at(int index) const;     

private:
    int size; 
    Point *ptr;
};

vectorPoint::vectorPoint(int n) : size{n} {
    ptr = new Point[n];
}

vectorPoint::vectorPoint(const vectorPoint &vp): size{vp.size}, ptr{new Point[size]} {
    for(auto i = 0; i < size; ++i)
        ptr[i] = vp.ptr[i];
}

vectorPoint::~vectorPoint() {
    delete[] ptr;
}

int vectorPoint::get_size() const {
    return size;
}

Point& vectorPoint::at(int index) {
    assert(index >= 0 && index < size);  
    return ptr[index];
}

Point& vectorPoint::at(int index) const {
    assert(index >= 0 && index < size);  
    return ptr[index];
}
task3 vectorPoint.hpp 
#include "vectorPoint.hpp"
#include <iostream>
void output(const vectorPoint &v) {
    for(auto i = 0; i < v.get_size(); ++i)
        v.at(i).show();
}

void test() {
    using namespace std;

    int n;
    cout << "输入vectorPoint对象中元素个数: ";
    cin >> n;

    vectorPoint x(n);
    cout << "x对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(x); 

    vectorPoint y(x);
    cout << "\ny对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(y); 

    cout << "\n更新x对象中点坐标信息......" << endl;
    x.at(0).move(30, 50);
    x.at(1).move(-1, -1);

    cout << "x对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(x); 

    cout << "\ny对象中所有点坐标信息: " << endl;
    output(y); 
}

int main() {
    test();
}
task3.cpp

 问题1：观察更新对象x后，基于 vectorPoint 对象x创建的对象y是否发生变化？

 问题2：这个vectorPoint 类的实现中，复制构造函数实现的是深复制还是浅复制？

 问题3：基于实验任务2和3，总结当类的成员中包含指针域成员时深复制与浅复制的区别。

1.不发生变化

2.深复制

3.在包含指针域成员的时候。浅复制只是拷贝内存地址，在把一个对象赋值给另外一个对象的时候，传递的是该对象的地址。
所以如果其中一个对象改变了这个地址内容就会影响到另外一个对象。深度拷贝会开辟一个新的空间,将旧的对象中的属性
和方法一个个复制到新的内存空间里。

第四个任务

#include <iostream>
using namespace std;

void swap1(int &rx, int &ry);    
void swap2(int *px, int *py);    
void print(int x, int y);        

// 测试代码
void test() {
    int x = 3, y = 4;

    print(x, y);
    swap1(x, y);        
    print(x, y);

    cout << endl;

    x = 3, y = 4;
    print(x, y);
    swap2(&x, &y);        
    print(x, y);
}

int main() {
    test();
}

void swap1(int &rx, int &ry) {
    int t;

    t = rx;  rx = ry;  ry = t;
}

void swap2(int *px, int *py) {
    int t;

    t = *px;  *px = *py;  *py = t;
}

void print(int x, int y) {
    std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << "\n";
}
task4.1 
#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;

int main() {
    int a;
    
    int &ra = a;
    ra = 4;

    int *pa = &a;
    *pa = 5;

    cout << "&a = " << hex << &a << endl;
    cout << "&ra = " << hex << &ra << endl;
    cout << "&pa = " << hex << &pa << "\n\n";
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "ra = " << ra << endl;
    cout << "pa = " << hex << pa << endl;
    
    cout << "*pa = " << *pa << "\n\n";

    cout << "type a: " << typeid(a).name() << endl;
    cout << "type ra: " << typeid(ra).name() << endl;
    cout << "type pa: " << typeid(pa).name() << endl;
}
task4.2 
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

template<typename T>
void output(const T &x) {
    for(auto i: x)  
        std::cout << i << ", ";
    std::cout << "\b\b \n";
}

template<typename T>
void square1(T &x) {
    for(auto i: x) // i是普通类型
        i *= i;
}

template<typename T>
void square2(T &x) {
    for(auto &i: x)  // i是引用类型
        i *= i;
}

void test1() {
    vector<int> x {1, 2, 3, 4, 5};

    cout << "动态int型数组对象x内的元素值: ";
    output(x);

    cout << "调用函数square1()......" << endl;
    square1(x);

    cout << "动态int型数组对象x内的元素值: ";
    output(x);
}

void test2() {
    vector<int> x {1, 2, 3, 4, 5};

    cout << "动态int型数组对象x内的元素值: ";
    output(x);

    cout << "调用函数square2()......" << endl;
    square2(x);

    cout << "动态int型数组对象x内的元素值: ";
    output(x);
}

int main() {
    cout << "测试1: " << endl;
    test1();

    cout << "\n测试2: " << endl;
    test2();
}
task4.3

指针类型和引用类型区别

1 函数声明的时候引用类型的形参需要加引用类型符，而指针作为形参时要加指针运算符
2 函数调用的时候实参形式不一样，指针作为形参的时候实参要加取地址符号，而引用类型不用。
3 函数定义的时候，引用类型的形参和实参已经进行绑定了，相当于另外一个名字，不需要加其他符号。
指针类型需要加指针运算符才能够获取其内部数据信息。
4 在输出地址值的时候，指针变量加取地址符号和不加输出的同样都是地址值，而引用类型变量加了取地址符号才是地址值，否则就是变量值。
5 在将引用类型变量初始化绑定一个变量的时候不需要对该变量名取地址操作，但是指针类型初始化绑定一个变量的时候的时候，需要将一个地址赋值给该变量因此需要对该变量取地址操作。
6 引用类型没有自己的地址，在用标准库自带函数typeid().name()输出这两个变量类型的时候，引用类型变量类型就是其绑定的普通变量类型，只是普通变量的另外一个名字。
而指针变量有自己的地址，指针变量的类型是指向普通变量的指针，储存的是该普通对象的地址。

 

第五个任务

#pragma once 
#include <iostream>
#include <cassert> 

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

class vectorInt {
public:
    vectorInt(int n);
    vectorInt(int n, int value);
    vectorInt(const vectorInt& vi);
    ~vectorInt();

    int get_size() const;
    int &at(int index);
    int &at(int index)const;
    
private:
    int size;
    int* ptr;
};

vectorInt::vectorInt(int n) : size{n},ptr{new int[n]} {
 cout << "constructor vectorInt(int n) was called." << endl;
}

vectorInt::vectorInt(int n, int value):size{n},ptr{new int[n]} {
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        ptr[i] = value;
        cout<<"constructor vectorInt(int n, int value) was called."<<endl;
}

vectorInt::vectorInt(const vectorInt& vi) : size{vi.size}, ptr{new int[size]} {
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        ptr[i] = vi.ptr[i];
    cout << "copy constructor called." << endl;
}

vectorInt::~vectorInt() {
    delete[] ptr;
    cout << "destructor called." << endl;
}

int vectorInt::get_size() const {
    return size;
}

int &vectorInt::at(int index) {
    assert(index >= 0 && index < size);
    return ptr[index];
}

int &vectorInt::at(int index) const {
    assert(index >= 0 && index < size);
    return ptr[index];
}
task5vectorInt.hpp 
#include "vectorint.hpp" 
#include <iostream>

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

void output(const vectorInt &vi) {
    for(auto i = 0; i < vi.get_size(); ++i)
        cout << vi.at(i) << ", ";
    cout << "\b\b \n";
}

void test() {
    int n;
    cout << "输入vectorInt对象中元素个数: ";
    cin >> n;

    vectorInt x1(n);  
    for(auto i = 0; i < n; ++i)
        x1.at(i) = i*i;
    cout << "vectorInt对象x1: ";
    output(x1);

    vectorInt x2(n, 42); 
    cout << "vectorInt对象x2: ";
    output(x2);
    vectorInt x3(x2);    
    cout << "vectorInt对象x3: ";
    output(x3);

    cout << "更新vectorInt对象x2......\n";
    x2.at(0) = 77;
    x2.at(1) = -999;

    cout << "vectorInt对象x2: ";
    output(x2);
    cout << "vectorInt对象x3: ";
    output(x3);
}

int main() {
    test();
}
task5.cpp

 

第六个任务

#pragma once

#include <iostream>
#include <cassert>

using std::cout;
using std::endl;

// 类Matrix的声明
class Matrix {
public:
    Matrix(int n, int m);       // 构造函数，构造一个n*m的矩阵
    Matrix(int n);              // 构造函数，构造一个n*n的矩阵
    Matrix(const Matrix &x);    // 复制构造函数， 使用已有的矩阵X构造
    ~Matrix();

    void set(const double *pvalue);         // 用pvalue指向的连续内存块数据按行为矩阵赋值
    void set(int i, int j, double value);   // 设置矩阵对象索引(i,j)的元素值为value
    
    double& at(int i, int j) const;         // 返回矩阵对象索引(i,j)的元素引用
    double& at(int i, int j);               // 返回矩阵对象索引(i,j)的元素引用
    
    int get_lines() const;                  // 返回矩阵对象行数
    int get_cols() const;                   // 返回矩阵对象列数

    void print() const;                     // 按行打印输出矩阵对象元素值

private:
    int lines;      // 矩阵对象内元素行数
    int cols;       // 矩阵对象内元素列数
    double *ptr;
};

Matrix::Matrix(int n, int m){
    ptr=new double[n*m];
    lines = n;
    cols = m;
} 

Matrix::Matrix(int n){
    ptr=new double[n*n];
    lines = cols = n;
}

Matrix::Matrix(const Matrix &x) : lines(x.lines), cols(x.cols), ptr(new double[lines * cols]) {
    for (int i = 0; i < lines; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            ptr[i * cols + j] = x.ptr[i * cols + j];
        }
    }
}
Matrix::~Matrix(){
    delete[]ptr;
}

void Matrix::set(const double *pvalue){
    for(auto i=0;i<lines*cols;++i)
    ptr[i]=pvalue[i];
}

void Matrix::set(int i,int j,double value){
    ptr[i*cols+j]=value;
} 

double &Matrix::at(int i,int j)const{
return ptr[i*cols+j];
}

double &Matrix::at(int i,int j){
return ptr[i*cols+j];
}

int Matrix::get_cols()const{return cols;
}

int Matrix::get_lines()const{return lines;
}

void Matrix::print()const{
for(auto i=0;i<lines;++i)
{ for(auto j=0;j<cols;++j)
{cout<<ptr[i*cols+j]<<",";
}
cout<<"\b \b\n"; 
}
}
matrix.hpp 
#include <iostream>
#include "matrix.hpp"

using namespace std;

const int N1 = 3;
const int N2 = 2;

// 输出一个矩阵对象中索引为index对应的行的所有元素值
void output(const Matrix &m, int index) {
    for(auto j = 0; j < m.get_cols(); ++j)
        cout << m.at(index, j) << ",";
    cout << "\b \n";
}

void test() {


    double x[N1*N2] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    Matrix m1(N1, N2);      // 创建一个N1×N2矩阵
    m1.set(x);              // 用一维数组x的值按行为矩阵m1赋值
    cout << "矩阵对象m1: " << endl;
    m1.print();             // 打印矩阵m1的值
    cout << "矩阵对象m1第0行是: " << endl;
    output(m1, 0);
    cout << endl;

    Matrix m2(N2, N1);
    m2.set(x);
    cout << "矩阵对象m2: " << endl;
    m2.print();         
    cout << "矩阵对象m2第0行是: " << endl;
    output(m2, 0);
    cout << endl;

    Matrix m3(m2);      // 用矩阵m2构造新的矩阵m3
    m3.set(0, 0, 999);  // 讲矩阵对象m2索引(0,0)元素设为999
    cout << "矩阵对象m3:" << endl;
    m3.print();
    cout << endl;

    Matrix m4(2);       // 创建一个2*2矩阵对象
    m4.set(x);          // 用一维数组x的值按行为矩阵m4赋值
    cout << "矩阵对象m4:" << endl;
    m4.print();
}

int main() {
    test();
}
task6.cpp

 

 

实验体会

在编译全局函数output的时候，调用const 引用类的对象时候，this指针指向const对象的常量（const）指针，此时调用at函数的时候需要有const型的at的重载函数，否则this指针会报错。

在用一维数组指针构造二维数组的时候，形式下标和真实下标的转换比较复杂。

标签：index,const,数组,Point,int,实验,vectorPoint,include,指针
From： https://www.cnblogs.com/xiaochengxiatian/p/17811167.html

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