Лабораторная работа № 3 Наследование. Полиморфизм

Лабораторная работа посвящена наследованию как средству повторного использования кода и средству создания множества реализаций одного интерфейса. Рассматриваются: родительский и производный классы, виртуальные и чисто виртуальные функции, абстрактные классы, защищённая область видимости, публичное, защищённое и приватное наследование, множественное наследование, объектный полиморфизм.

165

ОБРАЗЕЦ ОТЧЁТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

166

Задачи

1.Создать классы списков: простой → двунаправленный → кольцевой.

2.Создать базовый класс «список». Реализовать на базе списка стек и очередь с виртуальными функциями вставки и извлечения элементов.

3.Литера → строка → текст (местоположение на экране, цвет символов, перевод символов из нижнего регистра в верхний, перенос текста по заданной длине строки).

4.Персона: школьник → студент → аспирант → преподаватель.

5.Точка → окружность → окружность с текстом внутри (нарисовать, стереть, передвинуть, изменить радиус).

6.Создать абстрактный базовый класс с виртуальной функцией - сумма прогрессии. Создать производные классы: «арифметическая прогрессия» и «геометрическая прогрессия». Каждый класс имеет два поля типа double. Первое - первый член прогрессии, второе (double) - постоянная разность (для арифметической) и постоянное отношение (для геометрической). Определить функцию вычисления суммы, где параметром является количество элементов прогрессии.

Арифметическая прогрессия aj=a0+jd, j=0,1,2,…

Сумма арифметической прогрессии: sn=(n+1)(a0+an)/2 Геометрическая прогрессия: aj=a0rj, j=0,1,2,…

Сумма геометрической прогрессии: sn=(a0-anr)/(1-r).

7.Создать класс «точка», содержащий её координаты на плоскости, классы «эллипс» и «окружность». Определить иерархию классов. Определить: конструкторы, деструкторы, функции-члены классов, осуществляющие вычисление периметров и площадей фигур и печать вычисляемых значений.

8.Создать класс «двигатель», имеющий мощность. Определить конструкторы и метод доступа. Создать класс «автомашины», содержащий класс «двигатель». Дополнительно есть марка (указатель на

194

строку) и стоимость. Определить конструкторы и деструктор. Определить public-производный класс «грузовик», имеющий грузоподъемность и тип кузова. Определить конструкторы, деструктор и функцию печати.

9.Создать иерархию классов «образование» и «высшее образование». Переопределить вывод в поток и ввод из потока, конструктор копирования, оператор присваивания через соответствующие функции базового класса.

10.Точка → отрезок → треугольник (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть).

11.Создать класс «комната», имеющий площадь. Определить конструктор и метод доступа. Создать класс «однокомнатная квартира», содержащий комнату и кухню (её площадь), этаж (комната содержится в классе «однокомнатная квартира»). Определить конструкторы, методы доступа. Определить public-производный класс однокомнатных квартир разных городов (дополнительный параметр - название города). Определить конструкторы, деструктор и функцию печати.

12.Окно: стековое → многослойное → всплывающее.

13.Создать класс «студент», имеющий: имя (указатель на строку), курс и номер зачётной книжки. Определить конструкторы, деструктор и функцию печати. Создать public-производный класс – «студентдипломник», имеющий тему диплома. Определить конструкторы по умолчанию и с разным числом параметров, деструктор, функцию печати. Определить функции переназначения названия диплома и номера зачётной книжки.

14.Создать класс «животное», имеющий классификацию (указатель на строку), ареал обитания, число конечностей, число потомков. Определить конструкторы, деструктор и функцию печати. Создать public-производный класс – «домашнее животное», имеющий кличку.

195

Определить конструкторы по умолчанию и с разным числом параметров, деструктор, функцию печати. Определить функции переназначения клички и числа потомков.

15.Создать абстрактный класс с виртуальной функцией - норма. Создать производные классы: «комплексные числа», «вектор из 10 элементов», «матрица (2х2)». Определить функцию нормы - для комплексных чисел - модуль в квадрате, для вектора - корень квадратный из суммы элементов по модулю, для матрицы - максимальное значение по модулю.

16.Создать абстрактный класс «кривые» для вычисления координаты y при некотором значении x. Создать производные классы: «прямая», «эллипс», «гипербола» со своими функциями вычисления y в зависимости от входного параметра x.

Уравнение прямой: y=ax+b , эллипса: x2/a2+y2/b2=1, гиперболы: x2/a2- y2/b2=1.

17.Создать класс «автомобиль», имеющий марку (указатель на строку), число цилиндров двигателя, мощность. Определить конструкторы, деструктор и функцию печати. Создать public-производный класс – «грузовики», имеющий грузоподъемность и тип кузова. Определить конструкторы по умолчанию и с разным числом параметров, деструкторы, функцию печати. Определить функции переназначения марки и грузоподъемности.

18.Создать базовый класс – «работник» и производные классы – «служащий

с почасовой оплатой», «служащий в штате» и «служащий с процентной ставкой». Определить функцию начисления зарплаты.

19.Используя иерархию и композицию классов, создать класс «бинарное дерево». Обеспечить возможность добавления/удаления узлов и поддеревьев, последовательного обхода, бинарного поиска в дереве.

20.Создать абстрактный базовый класс с виртуальной функцией - площадь поверхности. Создать производные классы: «параллелепипед»,

196

«тетраэдр», «шар» со своими функциями-членами площади поверхности. Для проверки определить массив ссылок на абстрактный класс, которым присваиваются адреса различных объектов.

21.Создать иерархию классов «мебель» и «стол». Переопределить вывод в поток и ввод из потока, конструктор копирования, оператор присваивания через соответствующие функции базового класса.

22.Создать базовый класс «отец», у которого есть фамилия, определить виртуальную функцию печати. Создать производный класс «ребёнок», у которого функция печати дополнительно выводит имя. Создать производный класс от последнего класса – «внук», у которого есть отчество, реализовать при этом свою функцию печати.

23.Точка → отрезок → квадрат → прямоугольник → ромб → параллелограмм (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть).

24.Создать абстрактный базовый класс с виртуальной функцией - площадь. Создать производные классы: «прямоугольник», «круг», «прямоугольный треугольник», «трапеция» со своими функциями площади. Для проверки определить массив ссылок на абстрактный класс, которым присваиваются адреса различных объектов.

25.Создать класс «процессор», имеющий частоту (МГц). Определить конструкторы и методы доступа к полям класса. Создать класс «компьютер» (содержащий класс «процессор»), имеющий дополнительно марку (указатель на строку) и стоимость. Определить private-, public- производный класс «компьютер с монитором», имеющий дополнительное поле - размер монитора. Определить конструкторы, деструктор и функцию печати.

26.Создать класс «хвост», имеющий длину. Определить конструкторы и метод доступа. Создать класс «собаки», содержащий класс «хвост» и дополнительно включающий окрас (указатель на строку) и возраст. Определить конструкторы и деструктор. Определить public-производный

197

класс «собака», имеющий дополнительно кличку (указатель на строку). Определить конструкторы, деструктор и функцию печати.

27.Точка → отрезок → выпуклый четырёхугольник → трапеция (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть).

28.Создать иерархию классов «корабль», «пассажирский транспорт» и «пассажирский корабль». Классы должны содержать конструкторы, включая конструктор копирования, виртуальные деструкторы, перегружаемые функции ввода и вывода в поток.

29.Создать базовый класс «фигура», и производные классы «круг», «прямоугольник», «трапеция». Определить виртуальные функции «площадь», «периметр» и «печать».

30.Создать классы «карта» и, используя композицию, «колода карт». Конструкторы колоды должны инициализировать колоду упорядоченно и случайным образом. Создать производный класс от «колода карт» – «пасьянс», в котором выбираются по три карты, если две крайние карты одного цвета, то их отбрасывают. Перебор всей колоды карт осуществляется три раза.

31.Создать абстрактный класс «млекопитающие». Определить производные классы «животные» и «люди». У животных определить производные классы «обезьяны» и «лошади». Определить виртуальные функции для описания (идентификации) животных и людей.

32.Создать абстрактный класс «последовательность» с абстрактными функциями получения значения произвольного элемента, установки значения произвольного элемента, добавления элемента в конец последовательности. Создать реализации класса «последовательность» на основе динамического массива и на основе односвязного списка.

33.Создать класс «карта», имеющий ранг и масть. Карту можно перевернуть и открыть. Создать класс «колода карт», содержащий карты. Создать два производных класса от колоды карт, в одном карты могут извлекаться

198

только по порядку, в другом - произвольно.

34.Создать иерархию классов «вектор» и «безопасный вектор» с проверкой выхода за границы их предельных значений. Безопасный вектор определяется переменными, содержащими его нижний и верхний пределы. Переопределить вывод в поток и ввод из потока, конструктор копирования, оператор присваивания через соответствующие функции базового класса.

35.Создать иерархию классов «студент», «отец семейства» и «студент-отец семейства». Классы должны содержать конструкторы, включая конструктор копирования, виртуальные деструкторы, перегруженные функции ввода и вывода в поток.

199