1、实验任务1
button.hpp
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 }
windows.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 }
task1.cpp
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 }
测试结果截图
回答问题
问题一：
自定义了两个类：Button和Window。使用了标准库的vector。其中vector和button存在组合关系。
问题二：
1. const 成员函数
const成员函数是指不会修改类的成员变量的函数。要判断一个成员函数是否适合加const，可以考虑以下几点：
(1)只读访问：如果函数只读取成员变量而不修改它们，那么这个函数可以被声明为const
(2)逻辑上的不变性：即使函数内部不直接修改成员变量，但如果它调用了其他可能修改状态的函数，就不应该加const。
(3)接口设计：将访问器函数声明为const是一个良好的实践，因为这表明它不会改变对象的状态。
2. inline 成员函数
inline成员函数是提示编译器在调用该函数时插入函数体，以减少函数调用的开销。判断一个成员函数是否适合加inline的标准包括：
(1)小而简单的函数：如果函数的实现非常简单，将其声明为inline可能会带来性能提升。
(2)频繁调用的函数：如果某个函数在代码中被频繁调用，加inline可以减少函数调用的开销。
问题三：
line28的作用是：打印一行长度为40，字符元素都为 '*' 的字符串作为UI的分隔线。
2、实验任务2
task2.cpp
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 }
测试结果截图
回答问题
问题一：
1. vector<int> v1(5, 42);
这一行创建了一个名为 v1 的 std::vector<int> 对象，初始化为包含 5 个元素，每个元素的值都是 42。
2. const vector<int> v2(v1);
这一行创建了一个名为 v2 的 std::vector<int> 对象，使用 v1 的内容进行初始化。由于 v2 被声明为 const，因此它是一个常量对象，不能被修改。
3. v1.at(0) = -999;
这一行使用 at 方法访问 v1 中的第一个元素（索引为 0），并将其值修改为 -999。
问题二：
1. vector<vector<int>> v1{{1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}};
v1 是一个 std::vector 的容器，其中包含两个子向量。第一个子向量包含元素 {1, 2, 3}，第二个子向量包含元素 {4, 5, 6, 7}。
2. const vector<vector<int>> v2(v1);
这一行创建了一个名为 v2 的 std::vector<vector<int>> 对象，使用 v1 的内容进行初始化。由于 v2 被声明为 const，因此它是一个常量对象，不能被修改。
3. v1.at(0).push_back(-999);
这一行使用 at 方法访问 v1 中的第一个一维向量（索引为 0），并将 -999 添加到该向量的末尾。
问题三：
1. vector<int> t1 = v1.at(0);
这一行使用 at 方法从 v1 中获取第一个子向量（索引为 0），并将其赋值给 t1，t1 的内容将是 {1, 2, 3, -999}。
2. cout << t1.at(t1.size()-1) << endl;
这一行使用 at 方法访问 t1 的最后一个元素，同时会打印出 -999。
3. const vector<int> t2 = v2.at(0);
这一行从 v2 中获取第一个子向量（索引为 0），并将其赋值给 t2。但由于 t2 是常量，它的内容不能被修改。
4. cout << t2.at(t2.size()-1) << endl;
这一行使用 at 方法访问 t2 的最后一个元素，同时会打印出 3。
问题四：
①在 C++ 的标准库中，std::vector 的复制构造函数实现机制是深复制。这意味着在使用复制构造函数时，会创建一个新的 std::vector 实例，其中的元素是原始 std::vector 中元素的副本。
②std::vector 的 at() 方法确实至少需要提供一个 const 成员函数，以便支持对常量对象的安全访问。
3、实验任务3
vectorInt.hpp
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 }
task3.cpp
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 }
测试结果截图
回答问题
问题一：
vectorInt类中，复制构造函数（line14)的实现，是深复制。问题二：
vectorInt类中，这两个at()接口，如果返回值类型改成int而非int&，测试代码还能正确运行。 如果把line18返回值类型前面的const掉，针对这个测试代码，不存在有潜在安全隐患.
问题三：
虽然可以将 assign() 的返回值类型改为 vectorInt，但这样做会导致性能下降，不支持链式调用，并可能引入额外的复杂性。在大多数情况下，保持 assign() 的返回值类 型为 vectorInt& 更为合理，能够提供更好的性能和灵活性。
4、实验任务4
Matrix.hpp
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 Matrix::Matrix(int n, int m) : lines(n), cols(m) {
35 ptr = new double[lines * cols]();
36 }
37
38
39 Matrix::Matrix(int n) : Matrix(n, n) {}
40
41 Matrix::Matrix(const Matrix &x) : lines(x.lines), cols(x.cols) {
42 ptr = new double[lines * cols];
43 for (int i = 0; i < lines * cols; ++i) {
44 ptr[i] = x.ptr[i];
45 }
46 }
47
48 Matrix::~Matrix() {
49 delete[] ptr;
50 }
51
52 void Matrix::set(const double *pvalue) {
53 for (int i = 0; i < lines; ++i) {
54 for (int j = 0; j < cols; ++j) {
55 at(i, j) = pvalue[i * cols + j];
56 }
57 }
58 }
59
60 void Matrix::clear() {
61 for (int i = 0; i < lines * cols; ++i) {
62 ptr[i] = 0.0;
63 }
64 }
65
66 const double& Matrix::at(int i, int j) const {
67 assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols);
68 return ptr[i * cols + j];
69 }
70
71 double& Matrix::at(int i, int j) {
72 assert(i >= 0 && i < lines && j >= 0 && j < cols);
73 return ptr[i * cols + j];
74 }
75
76 int Matrix::get_lines() const {
77 return lines;
78 }
79
80
81 int Matrix::get_cols() const {
82 return cols;
83 }
84
85 void Matrix::display() const {
86 for (int i = 0; i < lines; ++i) {
87 for (int j = 0; j < cols - 1; ++j) {
88 cout << at(i, j) << ", ";
89 }
90 cout << at(i,cols - 1);
91 cout << endl;
92 }
93 }
task4.cpp
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, 1, 4, 5, 1, 4, 1, 9, 1, 9, 8, 10 };
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 }
测试结果截图
5、实验任务5
User.hpp 1 #ifndef USER_HPP
2 #define USER_HPP
3
4 #include <iostream>
5 #include <string>
6 #include <limits>
7
8 class User {
9 private:
10 std::string name;
11 std::string password;
12 std::string email;
13
14 public:
15
16 User(const std::string &name)
17 : name(name), password("123456"), email("") {}
18
19
20 User(const std::string &name, const std::string &password, const std::string &email)
21 : name(name), password(password), email(email) {}
22
23
24 void set_email() {
25 std::string input_email;
26 int ok = 1;
27 while (true) {
28 if(ok == 1){
29 std::cout << "Enter email address: ";
30 }
31 std::cin >> input_email;
32 if (input_email.find('@') != std::string::npos) {
33 email = input_email;
34 std::cout << "Email is set successfully..." << std::endl;
35 break;
36 } else {
37 std::cout << "illegal email. Please re-enter email：";
38 ok = 0;
39 }
40 }
41 }
42
43
44 void change_password() {
45 std::string old_password;
46 int attempts = 0;
47 int ok = 1;
48
49 while (attempts < 3) {
50 if(ok == 1){
51 std::cout << "Enter old password: ";
52 }
53 std::cin >> old_password;
54
55 if (old_password == password) {
56 std::cout << "Enter new password: ";
57 std::string new_password;
58 std::cin >> new_password;
59 password = new_password;
60 std::cout << "new password is set successfully..." << std::endl;
61 return;
62 } else {
63 attempts++;
64 if(attempts < 3){
65 std::cout << "Password input error. Please re-enter again: " ;
66 }
67 ok = 0;
68 }
69 }
70 std::cout << "Password input error. Please try after a while." << std::endl;
71 }
72
73
74 void display() const {
75 std::cout << "Username: " << name << std::endl;
76 std::cout << "Password: " << std::string(password.length(), '*') << std::endl;
77 std::cout << "Email: " << email << std::endl;
78 }
79 };
80
81 #endif
task5.cpp
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 }
运行测试截图
6、实验任务6
1 1 #pragma once
2 2 class Date {
3 3 private:
4 4 int year;
5 5 int month;
6 6 int day;
7 7 int totalDays;
8 8 public:
9 9 Date(int year, int month, int day);
10 10 int getYear()const { return year; }
11 11 int getMonth()const { return month; }
12 12 int getDay()const { return day; }
13 13 int getMaxDay()const;
14 14 bool isLeapYear()const {
15 15 return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
16 16 }
17 17 void show() const;
18 18 int distance(const Date& date)const {
19 19 return totalDays - date.totalDays;
20 20 }
21 21 };
22 22
23 23
24 24
25 25 #include"date.h"
26 26 #include<iostream>
27 27 #include<cstdlib>
28 28 using namespace std;
29 29 namespace {
30 30 const int DAYS_BEFIRE_MONTH[] = { 0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304 ,334,365 };
31 31 }
32 32 Date::Date(int year, int month, int day) :year(year), month(month), day(day) {
33 33 if (day <= 0 || day > getMaxDay()) {
34 34 cout << "Invalid date: ";
35 35 show();
36 36 cout << endl;
37 37 exit(1);
38 38 }
39 39 int years = year - 1;
40 40 totalDays = years * 365 + years / 4 - years / 100 + years / 400 + DAYS_BEFIRE_MONTH[month - 1] + day;
41 41 if (isLeapYear() && month > 2) totalDays++;
42 42 }
43 43 int Date::getMaxDay()const {
44 44 if (isLeapYear() &&month == 2)
45 45 return 29;
46 46 else return DAYS_BEFIRE_MONTH[month] - DAYS_BEFIRE_MONTH[month - 1];
47 47 }
48 48 void Date::show()const {
49 49 cout << getYear() << "-" << getMonth() << "-" << getDay();
50 50 }
51 51
52 52
53 53
54 54 #pragma once
55 55 #include"date.h"
56 56 #include<string>
57 57 using namespace std;
58 58 class SavingsAccount {
59 59 private:
60 60 string id;
61 61 double balance;
62 62 double rate;
63 63 Date lastDate;
64 64 double accumulation;
65 65 static double total;
66 66 void record(const Date& date, double amount, const string& desc);
67 67 void error(const string& msg) const;
68 68 double accumulate(const Date& date)const {
69 69 return accumulation + balance * date.distance(lastDate);
70 70 }
71 71 public:
72 72 SavingsAccount(const Date& date, const string& id, double rate);
73 73 const string& getId()const { return id; }
74 74 double getBalance()const { return balance; }
75 75 double getRate()const { return rate; }
76 76 static double getTotal() { return total; }
77 77 void deposit(const Date& date, double amount, const string& desc);
78 78 void withdraw(const Date& date, double amount, const string& desc);
79 79 void settle(const Date& date);
80 80 void show() const;
81 81 };
82 82
83 83
84 84
85 85 #include"account.h"
86 86 #include<cmath>
87 87 #include<iostream>
88 88 using namespace std;
89 89 double SavingsAccount::total = 0;
90 90 SavingsAccount::SavingsAccount(const Date& date, const string& id, double rate) :
91 91 id(id), balance(0), rate(rate), lastDate(date), accumulation(0) {
92 92 date.show();
93 93 cout << "\t#" << id << "created" << endl;
94 94 }
95 95 void SavingsAccount::record(const Date& date, double amount, const string& desc) {
96 96 accumulation = accumulate(date);
97 97 lastDate = date;
98 98 amount = floor(amount * 100 + 0.5) / 100;
99 99 balance += amount;
100 100 total += amount;
101 101 date.show();
102 102 cout << "\t#" << id << "\t" << amount << "\t" << balance << "\t" << desc << endl;
103 103 }
104 104 void SavingsAccount::error(const string& msg) const {
105 105 cout << "Error(#" << id << "):" << msg << endl;
106 106 }
107 107 void SavingsAccount::deposit(const Date& date, double amount, const string& desc) {
108 108 record(date, amount, desc);
109 109 }
110 110 void SavingsAccount::withdraw(const Date& date, double amount, const string& desc) {
111 111 if (amount > getBalance())
112 112 error("not enough money");
113 113 else
114 114 record(date, -amount, desc);
115 115 }
116 116 void SavingsAccount::settle(const Date& date) {
117 117 double interest = accumulate(date) * rate / date.distance(Date(date.getYear() - 1, 1, 1));
118 118 if (interest != 0) record( date,interest,"interest" );
119 119 accumulation = 0;
120 120 }
121 121 void SavingsAccount::show()const {
122 122 cout << id << "\tBalance: " << balance;
123 123 }
124 124
125 125
126 126 #include"account.h"
127 127 #include<iostream>
128 128 using namespace std;
129 129 int main() {
130 130 Date date{ 2008,11,1 };
131 131 SavingsAccount accounts[] = {
132 132 SavingsAccount(date,"03755217",0.015),
133 133 SavingsAccount(date,"02342342",0.015)
134 134 };
135 135 const int n = sizeof(accounts) / sizeof(SavingsAccount);
136 136 accounts[0].deposit(Date(2008, 11, 5), 5000, "salary");
137 137 accounts[1].deposit(Date(2008, 11, 25), 10000, "sell stock 0323");
138 138 accounts[0].deposit(Date(2008, 12, 5), 5500, "salary");
139 139 accounts[1].withdraw(Date(2008, 12, 20), 4000, "buy a laptop");
140 140 cout << endl;
141 141 for (int i = 0; i < n; i++) {
142 142 accounts[i].settle(Date(2009, 1, 1));
143 143 accounts[i].show();
144 144 cout << endl;
145 145 }
146 146 cout << "Total: " << SavingsAccount::getTotal() << endl;
147 147 return 0;
148 148 }
149
150 task6
标签：std,const,cout,int,实验,vectorInt,include From： https://www.cnblogs.com/Obrez/p/18524980