C++多态与虚函数实验

2024年2月8日发(作者：)

多态与虚函数实验

一、实验目的

1.理解多态的概念

2.掌握如何用虚函数实现运行时多态

3.掌握如何利用抽象类

二、实验内容及步骤

1. 设计一个图形类（Shape），由它派生出5个派生类:三角形类（Triangle）、正方形类（Square）、圆形类（Circle）、矩形类（Rectangle）、梯形类（triangle）类，利用虚函数计算图形面积，用一个函数printArea分别输出以上5者的面积。

#include

#include

#include

using namespace std;

const double PI = 3.1415926;

class Shape

{

public:

virtual double GetArea() = 0;

};

class Triangle : public Shape

{

private:

double a, b, c;

public:

double TArea;

double GetArea();

};

double Triangle::GetArea()

{

1

double tmp;

cout << "请输入三角形的三边长: ";

cin >> a >> b >> c;

while((a < 0) || (b < 0) || (c < 0) || (a + b <= c) || (a +

c <= b) || (b + c <= a))

{

cout << "输入的边长小于零或输入的边长不能构成三角形!" <<

endl;

cout << "请重新输入三角形的三边长: ";

cin >> a >> b >> c;

}

tmp = (a + b + c) / 2.0;

TArea = sqrt(tmp * (tmp - a) * (tmp - b) * (tmp - c));

return TArea;

}

class Rectangle : public Shape

{

private:

double length, width;

public:

double RArea;

double GetArea();

};

double Rectangle::GetArea()

{

cout << "请输入矩形的长和宽: ";

cin >> length >> width;

while(length < 0 || width < 0)

{

cout << "矩形的长和宽不能小于零!" << endl;

cout << "请重新输入矩形的长和宽: ";

cin >> length >> width;

}

RArea = length * width;

return RArea;

}

class Circle : public Shape

{

private:

double Radius;

public:

2

double CArea;

double GetArea();

};

double Circle::GetArea()

{

cout << "请输入圆的半径: ";

cin >> Radius;

while(Radius < 0)

{

cout << "圆的半径不能小于零!" << endl;

cout << "请重新输入圆的半径: ";

cin >> Radius;

}

CArea = 2 * PI * Radius;

return CArea;

}

class Square : public Shape

{

private:

double side;

public:

double SArea;

double GetArea();

};

double Square::GetArea()

{

cout << "请输入正方形的边长: ";

cin >> side;

while(side < 0)

{

cout << "正方形的边长不能小于零!" << endl;

cout << "请重输入正方形的边长: ";

cin >> side;

}

SArea = side * side;

return SArea;

}

class triangle : public Shape

{

private:

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double UpBase, DownBase , Higth;

public:

double TArea;

double GetArea();

};

double triangle::GetArea()

{

cout << "请输入梯形的上底，下底和高: ";

cin >> UpBase >> DownBase >> Higth;

while(UpBase < 0 || DownBase < 0 || Higth < 0)

{

cout << "梯形的上底，下底和高不能小于零!" << endl;

cout << "请重新输入梯形的上底，下底和高: ";

cin >> UpBase >> DownBase >> Higth;

}

TArea = (UpBase + DownBase)* Higth / 2.0;

return TArea;

}

void PrintArea()

{

Triangle myTri;

Square mysqu;

Circle mycir;

Rectangle myrec;

triangle mytri;

cout << fixed << setprecision(2) << "三角形的面积: " <<

a() << endl;

cout << fixed << setprecision(2) << "正方形的面积: " <<

a() << endl;

cout << fixed << setprecision(2) << "圆形的面积: " <<

a() << endl;

cout << fixed << setprecision(2) << "矩形的面积: " <<

a() << endl;

cout << fixed << setprecision(2) << "梯形的面积: " <<

a() << endl;

}

int main(void)

{

PrintArea();

return 0;

4

2. 定义一个教师类，由教师类派生出讲师、副教授、教授类。教师的工资分别由基本工资、课时费和津贴构成。假设讲师、副教授、教授的基本工资分别为800、900、1000元，课时费分别为每小时40、45、50元，津贴分别为1300、1800、2300。定义虚函数来计算教师的工资，并通过主函数来进行验证。

#include

using namespace std;

class Teacher

{

public:

virtual int GetAllPay() = 0;

};

class Lecturer : public Teacher

{

private:

5

int CommonPay, ClassperPay, Subsidy, LAllPay;

public:

Lecturer(){CommonPay = 800; ClassperPay = 40; Subsidy = 1300;}

int GetAllPay();

};

int Lecturer::GetAllPay()

{

LAllPay = CommonPay + ClassperPay + Subsidy;

return LAllPay;

}

class AssProfessor : public Teacher

{

private:

int CommonPay, ClassperPay, Subsidy, AAllPay;

public:

AssProfessor(){CommonPay = 900; ClassperPay = 45; Subsidy = 1800;}

int GetAllPay();

};

int AssProfessor::GetAllPay()

{

AAllPay = CommonPay + ClassperPay + Subsidy;

return AAllPay;

}

class Professor : public Teacher

{

private:

int CommonPay, ClassperPay, Subsidy, PAllPay;

public:

Professor(){CommonPay = 1000; ClassperPay = 50; Subsidy = 2300;}

int GetAllPay();

};

int Professor::GetAllPay()

{

PAllPay = CommonPay + ClassperPay + Subsidy;

return PAllPay;

}

int main(void)

{

6

}

Teacher *ptr;

Lecturer xiaozhang;

ptr = &xiaozhang;

cout << "讲师的总工资: " << ptr->GetAllPay() << endl;

AssProfessor xiaoming;

ptr = &xiaoming;

cout << "副教授的总工资: " << ptr->GetAllPay() << endl;

Professor xiaoli;

ptr = &xiaoli;

cout << "教授的总工资: " << ptr->GetAllPay() << endl;

return 0;

3.定义一个基类为哺乳动物类Mammal，其中有数据成员年龄、重量、品种，有成员函数move（）、speak（）等，以此表示动物的行为。由这个基类派生出狗、猫、马、猪等哺乳动物，它们有各自的行为。编程分别使各个动物表现出不同的行为。

要求如下：

1、从基类分别派生出各种动物类，通过虚函数实现不同动物表现出的不同行为。

2、今有狗: CAIRN：3岁，3kg；

DORE：4岁，2kg；

猫: CAT：5 岁，4kg；

马： HORSE，5岁，60kg；

猪： PIG，2岁，45kg。

3、设置一个 Mammal 类数组，设计一个屏幕菜单，选择不同的动物或不同的品种，则显示出动物相对应的动作，直到选择结束。

4、对应的动作中要先显示出动物的名称，然后显示年龄、重量、品种、叫声及其他特征。

程序代码:

7

#include

#include

#include

using namespace std;

class Mammal //建立动物基类 Mammal

{

protected:

string name;

int age;

float weight;

public:

Mammal(string n,int a,float w)

{name=n;

age=a;

weight=w;}

virtual string move()=0;

virtual string speak()=0;

virtual void setout()=0; //纯虚函数实现类继承时的多态性

};

class Dog:public Mammal //建立四个类似的类，分别为Dog，Cat，Horse，Pig

{ public:

Dog(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){};

string move()

{return "看门或者作为宠物";}

string speak()

{return "汪汪";}

void setout()

{ cout<<"狗类的信息:"<

cout<<"昵称："<

cout<<"年龄："<

cout<<"体重："<

cout<<"行为："<

cout<<"叫声: "<

}

};

class Cat:public Mammal

{ public:

Cat(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){};

string move()

{return "捉老鼠";}

string speak()

{return "喵～";}

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void setout()

{ cout<<"猫类的信息:"<

cout<<"昵称："<

cout<<"年龄："<

cout<<"体重："<

cout<<"行为："<

cout<<"叫声 :"<

}

};

class Horse:public Mammal

{ public:

Horse(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){};

string move()

{return "在草原上奔跑";}

string speak()

{return "鞥";}

void setout()

{ cout<<"马的信息:"<

cout<<"昵称："<

cout<<"年龄："<

cout<<"体重："<

cout<<"行为："<

cout<<"叫声 :"<

}

};

class Pig:public Mammal

{ public:

Pig(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){};

string move()

{return "睡觉";}

string speak()

{return "哼哼";}

void setout()

{ cout<<"猪的信息:"<

cout<<"昵称："<

cout<<"年龄："<

cout<<"体重："<

cout<<"行为："<

cout<<"叫声 :"<

}

};

int main()

{ Dog d1 ("CAIRN",3,3);

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Dog d2 ("DORE",4,2);

Cat c ("CAT",5,4);

Horse h ("HORSE",5,60);

Pig p ("PIG",2,45);

Mammal *animals[6];

animals[0]=&d1;

animals[1]=&d2;

animals[2]=&c;

animals[3]=&h;

animals[4]=&p;

cout<<"选择动物的种类:1 Dog；2 Cat；3 Horse；4 Pig……"<

char s='y';

int num,k;

while(s!='n')

{ cout<<"请输入动物种类的代号:";

cin>>num;

if(num==1)

{cout<<"任选一只小狗: 0 CAIRN,1 DORE"<

cin>>k;

animals[k]->setout();

}

else animals[num]->setout();

cout<<"是否继续？";

cin>>s;}

system("PAUSE");

}

运行结果:

10

11