实验三
任务一:
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;
};
Button::Button(const string &text): label{text} {
}
inline string Button::get_label() const {
return label;
}
void Button::click() {
cout << "Button '" << label << "' clicked\n";
}
window.hpp
#pragma once
#include "button.hpp"
#include <vector>
#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;
};
Window::Window(const string &win_title): title{win_title} {
buttons.push_back(Button("close"));
}
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();
}
运行测试结果:
解答
-
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:这个代码自定义了两个类，分别是window和button类，运用了标准库的string和vector容器，其中window和button之间是组合关系，window包含button
- 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:首先const的作用是定义常量，用于函数中是为了不改变类中数据成员的值，inline是为了定义内联函数，是为了把那些逻辑简单但运用重复的代码汇总起来，在类编译之前就嵌入在调用处
在我们给出的代码中，有多处函数没有使用，但这些函数的作用要么就是存在对类对象成员值的改变，要么就是存在递归，所以用处不大 - 问题3：类Window的定义中，有这样一行代码，其功能是？
答:这个是调用string类的构造函数，类似于java中的new String,其中两个形参的作用是声明string的长度和值
任务二
task2.cpp
点击查看代码
#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();
}
解答
- ：测试1模块中，这三行代码的功能分别是？
答:第一行是构建v1，传入初始值为5,42，第二行是创建v2，传入的形参是v1，将调用v2的复制构造函数，其中v1和v2都是verctor类型，即动态数组类型,第三行是将v1的下标为0即第一个元素值改为-999
- 问题2：测试2模块中，这三行代码的功能分别是？
答:第一行和第二行分别是对v1和v2进行构造，第三行是将v1里面的第一个vector的末尾加入一个元素-999
- 问题3：测试2模块中，这四行代码的功能分别是
答:第一行和第二行的作用是构造vertor容器t1,并打印t1里面的最后一个元素,第三四行同理
- 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？
答:深复制，因为v2的值并没有收到v1的影响
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？
并不需要，因为这仅仅只是取元素，相当于一个遍历查找，并不会对数据成员造成一些影响
任务3:
vertorInt.hpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <cassert>
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);
return ptr[index];
}
int& vectorInt::at(int index) {
assert(index >= 0 && index < size);
return ptr[index];
}
vectorInt& vectorInt::assign(const vectorInt &v) {
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:
解答
-
vectorInt类中，复制构造函数（line14)的实现，是深复制还是浅复制？
答:是深复制，因为v3的构造是通过传入v2进行的，但v2的值发生改变的时候，v3的值并没有进行相应的变化，说明分配的是两套内存空间，即深拷贝 -
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去掉，针对这个测试
代码，是否有潜在安全隐患？尝试分析说明。
答:并不安全，因为加入&的意义是为了传递指针，这样才能让调用者访问到对应的内存地址，如果只是返回int的话，仅仅只能返回相应的索引，并不能实现这个函数的真正功能 -
问题3：vectorInt类中，assign()接口，返回值类型可以改成vectorInt吗？你的结论，及原因分析
并不能
任务四
Matrix.hpp
#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, 初始值为value
Matrix(int n); // 构造函数，构造一个n*n的矩阵, 初始值为value
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 clear(); // 把矩阵对象的值置0
const double& at(int i, int j) const; // 返回矩阵对象索引(i,j)的元素const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 display() const; // 按行显示矩阵对象元素值
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;
};
// 类Matrix的实现：待补足
// xxx
Matrix::Matrix(int n,int m):lines(n),cols(m),ptr(new double[n*m]()){}
Matrix::Matrix(int n):Matrix(n,n){}
Matrix::Matrix(const Matrix&x):lines(x.lines),cols(x.cols),ptr(new double[x.lines*x.cols]){
for(int i=0;i<x.lines*x.cols;i++)
{
ptr[i]=x.ptr[i];
}
}
Matrix::~Matrix() {
delete[] ptr;
}
void Matrix::set(const double *pvalue){
for(int i=0;i<lines*cols;i++)
{
ptr[i]=pvalue[i];
}
}
void Matrix::clear(){
for(int i=0;i<lines*cols;i++)
{
ptr[i]=0.0;
}
}
const 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_lines() const{
return lines;
}
int Matrix::get_cols() const{
return cols;
}
void Matrix::display() const {
for (int i = 0; i < lines; ++i) {
for (int j = 0; j < cols; ++j) {
cout << at(i, j) << " ";
}
cout << endl;
}
}
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(auto j = 0; j < m.get_cols(); ++j)
cout << m.at(index, j) << ", ";
cout << "\b\b \n";
}
void test1() {
double x[1000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
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m1, 大小m×n
m2.set(x); // 用一维数组x的值按行为矩阵m1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m4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();
const Matrix m2(m1);
m1.at(0, 0) = -999;
cout << "m1.at(0, 0) = " << m1.at(0, 0) << endl;
cout << "m2.at(0, 0) = " << m2.at(0, 0) << endl;
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();
}
运行结果:
注意点:这里有两个at，当时没怎么注意，一直报错
任务5
user.hpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class User
{
public:
User(string x);
User(string na,string pa,string em);
void set_email();
void change_password();
void display() const;
private:
string name;
string password;
string email;
};
User::User(string x):name(x){
password="123456";
email="\0";
}
User::User(string na,string pa,string em):name(na),password(pa),email(em){}
void User::set_email()
{
cout<<"请输入邮箱:";
cin>>email;
int t = 1;
while(email.find("@")!=-1){
cout<<"邮箱格式错误:请再次输入:" ;
cin>>email;
}
cout<<"邮箱创建成功!"<<endl;
}
void User::change_password()
{
string old;
cout << "请输入旧密码：";
cin >> old;
int i = 2;
while (old != password&&i)
{
cout << "密码输入错误，请重新输入：";
cin >> old;
i--;
}
if (i == 0)
{
cout << "密码输入错误次数过多，请稍后再试";
}
else
{
cout << "请输入新密码:";
cin >> password;
}
}
void User::display() const
{
cout << "name: " << name << endl;
cout << "pass:";
for (int i = 0; i < password.size(); i++)
{
cout << "*";
}
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", "Alice@hotmail.com");
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:
总结:看了一下c++的string总结，写的挺好，在这个use类里面也用了一下string的api
链接在这:
https://blog.csdn.net/qq_37941471/article/details/82107077?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%25224B43579D-86A2-4085-A999-B0334104C57A%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=4B43579D-86A2-4085-A999-B0334104C57A&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2alltop_positive~default-1-82107077-null-null.142v100pc_search_result_base9&utm_term=c%2B%2B%E7%9A%84string&spm=1018.2226.3001.4187
