Высокоуровневые методы информатики и программирования

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

Работа № 1

Тема: Классы. Открытые и закрытые уровни доступа. Конструкторы. Инициализация данных объекта.
Определение методов. Создание объекта в памяти. Стандартные потоки ввода-вывода.

1. В среде программирования на С++ создайте консоль-ный проект с именем LAB1 в каталоге LAB1.
2. В проекте создайте файлы main.h (заголовочный файл) и main.cpp (файл исходного кода).
3. В файле main.h определите с помощью ключевого слова class объект Person.

Данные объекта:

Номер человека (целый тип)
ФИО (символьный массив )
Пол (логический тип: 0-муж., 1-жен.)
Возраст (вещественный тип)

Пусть данные имеют закрытый уровень доступа (private).
4. Опишите конструктор объекта, аргументы которого будут инициализировать все данные объекта.
5. Опишите конструктор объекта по умолчанию (без аргументов), проинициализировав все данные.
6. Опишите в объекте функцию void Print() с открытым уровнем доступа (public), которая будет выводить данные на экран.
7. Откройте файл main.cpp. С помощью директивы #include включите в файл main.cpp заголовочные файлы <stdlib.h>, <string.h>, <iostream.h>, а также ваш заголовочный файл "Main.h".
8. Ниже определите конструктор объекта, инициализирующий все данные объекта значениями аргументов. В теле конструктора используйте функцию strcpy (стр1, стр2) для копирования строки имени человека (ФИО).
9. Затем определите функцию void Person::Print(). В теле функции для вывода данных используйте стандартный поток вывода cout << значение1 << значение2 << … << endl;
10. Ниже напишите главную функцию программы int main(). Внутри ее создайте объект Person, указав все значения данных объекта. Выведите данные объекта на экран, вызвав функцию Print.
11. Затем создайте динамический объект Person с помощью обычного конструктора и оператора new. Выведите данные объекта на экран. Удалите динамический объект из памяти с помощью оператора delete.
12. Напишите функцию ввода данных в объект с клавиатуры void Person::Input(). В теле функции для ввода данных используйте стандартный поток ввода cin >> значение1 >> значение2 >> … ;
13. Затем в теле функции main создайте объект Person с помощью конструктора по умолчанию и введите данные в объект с клавиатуры, вызвав функцию Input. Выведите данные объекта на экран.


Работа № 2

Тема: Создание динамического массива объектов. Де-структор объекта. Два типа полиморфизма: принудительное приведение типа, перегрузка функций и перегрузка операторов (унарных и бинарных).

1. В среде программирования на С++ создайте консоль-ный проект с именем LAB2 в каталоге LAB2.
2. Переименуйте файл main.h из предыдущей лабораторной в person.h. Создайте файл person.cpp, и включите в проект эти два файла. Переместите конструктор и функции объекта Person из main.cpp в файл person.cpp. Таким образом, файл person.h содержит описание объекта Person, а файл person.cpp - реализацию объекта Person.
3. Включите в проект файл main.cpp и очистите тело функции main().
4. Определите объект Group, который будет содержать динамический массив объектов Person. Создайте два файла group.h и group.cpp и включите их в проект.
5. В файле group.h определите с помощью ключевого слова class объект Group.
Данные объекта:

размер массива (целый тип)
указатель на массив (тип Person* )

Пусть данные имеют закрытый уровень доступа (private).
6. Опишите конструктор объекта с одним аргументом - размер массива (целый тип) и деструктор объекта.
7. Откройте файл group.cpp. С помощью директивы #include включите необходимые заголовочные файлы.
8. Определите конструктор объекта Group. В теле кон-структора проинициализируйте данные объекта, т.е. проинициализируйте размер массива значением аргумента конструктора и выделите динамическую память под массив с помощью строки кода:

указатель на массив = new Person[размер массива].

9. В деструкторе объекта освободите память, занимаемую массивом, с помощью строки кода

delete [] указатель на массив.

Таким образом, мы создали объект Group, который содержит массив объектов Person.
10. Определим открытые (public) методы для объекта Group. Напишите функцию void Group::Print(), которая выводит в цикле for все записи массива на экран. В теле цикла примените ранее написанную функцию Print() для объекта Person.
11. Напишите функцию int Group::Size(), которая возвращает размер массива.
12. Напишите функции void PutPerson(int i, Person& man); и Person& GetPerson(int i);, первая функция заносит объект man типа Person в i-й элемент массива, вторая функция возвращает объект типа Person из i-го элемента массива.
13. Заполните массив данными и затем выведите их на экран. Для этого в теле функции int main() сначала определите массив имен, которые будут заносится в поле ФИО объекта Person, например,

char names[5][25] = {"A", "B", "C", "D", "E"};.

Затем создайте объект с именем group типа Group размером пять записей, т.е. Group group(5);.
14. Ниже с помощью цикла for заполните массив данными. Для этого в теле цикла создайте объект Person, проинициализировав все его данные, и с помощью функции PutPerson занесите объект в массив.
15. Выведите массив на экран с помощью строки кода: group.Print();. Получилось? Если да, то вы научились создавать динамический массив объектов, определять функции работы с таким массивом и выводить его на экран.
16. В этой части лабораторной работы изучим первые два типа полиморфизма - это: а) принудительное приведение типа; б) перегрузка функций и операторов.
17. Напишите функцию приведения типа. Для этого с помощью ключевого слова operator напишите функцию объекта Person, которая преобразует тип Person в double. Пусть функция возвращает возраст человека, например,

Person::operator double() {return this->Age; }.

Что означает ключевое слово this?
18. Проверьте функцию преобразования типа. В функции int main() далее определите переменную double и присвойте ей объект Person, например,

double age = group.GetPerson(2);.

Т.е. совершается неявное преобразование из типа Person в тип double при обращении к объекту. Выведите значение переменной на экран.
19. Перегруженные функции имеют одинаковое название, но разный возвращаемый тип или/и разный список аргументов. Определим в объекте Group две функции с одинаковым именем, например double Age(); и double Age(int limit);. Первая функция пусть возвращает средний возраст группы людей, а вторая функция пусть возвращает средний возраст людей в группе, возраст которых не больше некоторого граничного значения limit. Функции отличаются списком аргументов.
20. Проверьте работу перегруженных функций, отобразив на экране подсчитанные два значения среднего возраста.
21. Перегрузите оператор индексирования. Если раньше, чтобы обратиться к элементу массива, нам необходимо было вызывать функцию GetPerson, то, определив оператор индексирования, мы будем использовать только квадратные скобки. Сравните две строки кода:

Person man = group.GetPerson(2);
Person man = group[2];

В объекте Group с помощью ключевого слова operator определите оператор индексирования, например:

Person& Group::operator[](int i).

В теле оператора напишите код, возвращающий i-тый элемент массива, т.е. объект Person
22. Выведите на экран с помощью оператора индексирования любой один элемент массива group, например третий.
23. Перегрузим бинарный оператор, например оператор сложения (+) для объекта Person. Пусть оператор сложения будет возвращать суммарный возраст двух человек. Опишем в объекте Person данный оператор как дружественную функцию с помощью ключевого слова friend, например:

friend double operator+(Person& p1, Person& p2);

Эта строка кода означает, что оператор сложения не принадлежит объекту, но ему доступны все закрытые данные и методы объекта.
В файле person.cpp определите оператор сложения, например:

double operator + (Person& p1, Person& p2)
{ return (p1.Age + p2.Age); }

Здесь мы напрямую обращаемся к закрытому полю Age объекта Person.
24. Проверим работу оператора с помощью следующих строк кода:
double sum = group[1] + group[3];
cout << sum << endl;


ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

а) Лабораторная работа состоит в выполнении задания, описания материала в формате MS WORD и подготовке файлов проекта (файлы *.ехе, *.cpp, *.h). Выполнение задания может быть выполнено в любой среде программирования С++, но с обязательным ее указанием в файле отчета (дело в том, что существуют некоторые отличия программирования в средах, например Visual Studio и Borland).

б) Лабораторная работа обязательно должна содержать:
- краткое изложение теоретического материала по каждому из рассматриваемых разделов;
- комментарии по тексту программы, описывающие ос-новные особенности объектно-ориентированного программирования на С++;
- дополнения (создания нового класса, применение явного наследования и др.) и изменения, приводящие к усложнению предложенного варианта лабораторных работ.

в) Окончательно сформированное задание содержит файл описания *.word и файлы проекта *.ехе, *.cpp, *.h.