关键词：
一、实验目的
1.理解类的继承和派生机制
2.掌握派生类的定义和使用
3.掌握派生类成员的标识与访问中同名覆盖原则、二元作用域分辨符和虚基类的用法
4.掌握派生类构造函数和析构函数的定义及调用次序
5.理解运算符重载的目的，掌握运算符重载函数的编写方法
二、实验准备
1. 类的继承和派生
请结合第 7 章课件和教材复习以下内容：
（1）引入继承和派生机制的目的
（2）基本概念：继承、派生、基类、直接基类、间接基类、派生类
（3）语法：
① 派生类定义的语法格式（单重继承、多重继承）；
② 派生类构造函数极其初始化列表写法
（4）派生类成员的标识与访问
① 同名覆盖指的是什么？
② 二元作用域分辨符在什么情况下使用？
③ 什么是虚基类？引入虚基类的目的是什么？如何使用？
2. 运算符重载
请结合第 8 章课件和教材学习以下内容：
（1）运算符重载的目的
（2）运算符重载的规则和限制
（3）运算符重载函数的语法格式
（4）运算符重载时，究竟重载为类的成员函数，还是友元，还是普通函数，需要综合考虑哪些因素?
三、实验内容
1.某计算机硬件系统，为了实现特定的功能，在某个子模块设计了 ABC 三款芯片用于数字计算。各个芯片的计算功能如下：
A 芯片：计算两位整数的加法(m+n)、计算两位整数的减法(m-n)
B 芯片：计算两位整数的加法(m+n)、计算两位整数的乘法(m*n)
C 芯片：计算两位整数的加法(m+n)、计算两位整数的除法(m/n)
为 ABC 三个芯片分别定义类，描述上述芯片的功能，并在 main 函数中测试这三个类。
（提示：利用类的继承和派生，抽象出共有属性和操作作为基类。）
2.定义一个车（vehicle）基类，具有数据成员 maxspeed, weight（均为 int 型）， 函数成员 run(), stop()，由此派生出自行车（bicycle）类、汽车（motorcar）类。其中， bicycle 类新增数据成员高度（height），motorcar 类新增数据成员座位数（seatnum）属性。再从 bicycle和 motorcar 派生出摩托车（motorcycle）类，并在主程序中测试这个类。（每个类都要求定义构造函数和析构函数）（提示： ① 注意把 vehicle 设置为虚基类； ② run(), stop()函数体，通过输出字符串 run, stop 简单模拟。）
3.基于「实验 4 类和对象-2」中设计并实现的类 Fraction，创建派生类 iFraction，用以描述如下形式的分数：
2
1 3
要求：
（1） 更新 Fraction 类
为 Fraction 类编写运算符+、-、*、/重载函数，实现在 main 函数中直接用+、-、
*、/进行 Fraction 类运算。
（2）设计并实现派生 iFraction 类
① 为派生类 iFraction 定义构造函数，实现 iFraction 对象的初始化
② 为派生类 iFraction 增加一个成员函数，用于在屏幕上显示 iFraction 对象
（3）设计一个普通函数 convertF()用于对 iFraction 类对象进行规范化处理。（*选做*）
（提示：把 convertF()设计为 Fraction 类和 iFraction 类的友元函数）例如：（更多情形请自行考虑）
5 2
3 → 1 3
（4）以多文件结构方式编写（fraction.h, fraction.cpp, ifraction.h, ifraction.cpp, main.cpp）
4. （***选做***）
基于提供的程序文件，补足并扩充程序，实现一个多类型玩家角色扮演游戏。在本次实验附件包 ex4 中有如下文件：
container.h, container.cpp, player.h, player.cpp, swordsman.h, swordsman.cpp, main.cpp
（1）阅读源码，理解并补足程序，让程序运行生效。
其中，程序中出现有????????之处，是需要补足的部分。
（2）画出这个角色扮演游戏 UML 类图，尤其是类和类之间的关系
（3）设计并实现 archer 类和 mage 类。在UML 类图中也加进这两个新类。
（4）修改 main 函数，随机生成不同角色的敌人，并保证程序正常运行。
（5）为游戏增加其它元素，完善游戏的可玩性、趣味性，等。
（说明：这道涉及虚函数、运行时多态。你可以在第 8 章学完后尝试编写，或者，
在尝试编写这道题的过程中，学习第 8 章虚函数和运行时多态的知识。）
四、实验结论
1.实验内容 1
采用多文件结构，给出每个文件完整源代码，及运行测试截图。
base.h:
#include<iostream> using namespace std; class base public: base(int a,int b):m(a),n(b) int add() cout<<"m+n="<<m+n<<endl; private: int m,n; ;
A.h:
#include<iostream> using namespace std; class A:public base public: A(int a,int b):base(a,b) m=a; n=b; int minus() cout<<"m-n="<<m-n<<endl; private: int m,n; ;
B.h:
#include<iostream> using namespace std; class B:public base public: B(int a,int b):base(a,b) m=a; n=b; int mul() cout<<"m*n="<<m*n<<endl; private: int m,n; ;
C.h:
#include<iostream> using namespace std; class C:public base public: C(int a,int b):base(a,b) m=a; n=b; int div() cout<<"m/n="<<m/n<<endl; private: int m,n; ;
main.cpp:
#include<iostream> #include"base.h" #include"A.h" #include"B.h" #include"C.h" using namespace std; int main() A a(15,8); a.add(); a.minus(); B b(6,5); b.add(); b.mul(); C c(20,4); c.add(); c.div(); return 0;
2.实验内容 2
vehicle.h
#include<iostream> using namespace std; class vehicle public: vehicle(int m,int w):maxspeed(m),weight(w) cout<<"maxspeed:"<<maxspeed<<endl; cout<<"weight:"<<weight<<endl; ~vehicle() void run() cout<<"run"<<endl; ; void stop() cout<<"stop"<<endl<<endl; ; private: int maxspeed,weight; ;
bicycle.h
#include<iostream> using namespace std; class bicycle:virtual public vehicle public: bicycle(int m,int w,int h):vehicle(m,w) height=h; cout<<"bicycle is coming"<<endl; cout<<"height:"<<height<<endl; ~bicycle() private: int height; ;
motorcar.h
#include<iostream> using namespace std; class motorcar:virtual public vehicle public: motorcar(int m,int w,int s):vehicle(m,w) seatnum=s; cout<<"seatnum:"<<seatnum<<endl; ~motorcar() private: int seatnum; ;
motorcycle.h
#include<iostream> using namespace std; class motorcycle: public bicycle,public motorcar public: motorcycle(int m,int w,int h,int s):vehicle(m,w),bicycle(m,w,h),motorcar(m,w,s) ~motorcycle() ;
main.cpp
#include<iostream> #include"vehicle.h" #include"bicycle.h" #include"motorcar.h" #include"motorcycle.h" using namespace std; int main() vehicle a(200,100); a.run(); a.stop(); bicycle b(50,20,1); b.run(); b.stop(); motorcar c(150,60,2); c.run(); c.stop(); motorcycle d(100,40,1,2); d.run(); d.stop(); return 0;
3.实验内容 3
采用多文件结构，给出每个文件完整源代码，及运行测试截图。
Fraction.h
#include<iostream> class Fraction public: Fraction(int t,int b); Fraction(int t); Fraction(); void show(); int zc(int t,int b); void simplify(); Fraction operator+(Fraction &b); Fraction operator-(Fraction &b); Fraction operator*(Fraction &b); Fraction operator/(Fraction &b); protected: int top; int bottom; ;
Fraction.cpp
#include"Fraction.h" #include<iostream> #include<cmath> using namespace std; Fraction::Fraction(int t,int b) top=t; bottom=b; Fraction::Fraction(int t) top=t; bottom=1; Fraction::Fraction() top=0; bottom=1; int Fraction::zc(int t,int b) if(t%b==0) return b; else zc(b,t%b); void Fraction::simplify() if(bottom<0) top=-top; bottom=-bottom; int z=zc(abs(top),abs(bottom)); top=top/z; bottom=bottom/z; void Fraction::show() cout<<top<<"/"<<bottom<<endl; Fraction Fraction::operator+(Fraction &b) return Fraction(top*b.bottom+b.top*bottom,bottom*b.bottom); Fraction Fraction::operator-(Fraction &b) return Fraction(top*b.bottom-b.top*bottom,bottom*b.bottom); Fraction Fraction::operator*(Fraction &b) return Fraction(top*b.top,bottom*b.bottom); Fraction Fraction::operator/(Fraction &b) return Fraction(top*b.bottom,bottom*b.top);
iFraction.h
#include"Fraction.h" class iFraction:public Fraction private: int i; public: iFraction(int t=0,int b=1,int z=0):Fraction(t,b),i(z) void print(); friend iFraction convertF(iFraction &p); ;
Fraction.cpp
#include"iFraction.h" #include<iostream> using namespace std; void iFraction::print() if(top==0) cout<<i<<endl; else if(i==0) cout<<top<<endl; cout<<"-"<<endl; cout<<bottom<<endl; else cout<<" "<<top<<endl; cout<<i<<"-"<<endl; cout<<" "<<bottom<<endl; iFraction convertF(iFraction &p) p.simplify(); p.i+=p.top/p.bottom; p.top%=p.bottom; return p;
main.cpp
#include <iostream> #include "iFraction.h" using namespace std; int main() Fraction a(-2,6); cout<<"a="; a.show(); Fraction b(3); cout<<"b="; b.show(); Fraction c; cout<<"c="; c.show(); c=a+b; cout<<"a+b="; c.show(); c=a-b; cout<<"a-b="; c.show(); c=a*b; cout<<"a*b="; c.show(); c=a/b; cout<<"a/b="; c.show(); iFraction d(15,6,2); cout<<"d="<<endl; d.print(); d=convertF(d); cout<<"convertF d="<<endl; d.print(); return 0;
4. 实验内容 4 （***选做***）
（1）简洁陈述自己实现的游戏功能；
（2）给出UML 类图
（3）采用多文件结构，给出每个文件完整源代码。
（这个程序源代码文件比较多，如有 github 账号，也可以直接附上游戏项目文档文件github 页面地址）
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