實驗目的和要求

1.掌握派生類的定義方法的和派生類建構函式定義方法。

2.掌握在不同繼承方式的情況下，基類成員在派生類中的訪問許可權。

3.掌握在多繼承方式的情況下，建構函式與解構函式的呼叫時機與順序。

實驗內容

1.除錯下列程式，並在對程式進行修改後再除錯，指出除錯中出錯原因。

//sy5_1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
   void seta(int i){a=i;}
   int geta(){return a;}
public:
    int a;
};
class B:public A
{
public:
    void setb(int i){b=i;}
    int getb(){return b;}
    void show(){cout<<"A::a="<<a<<endl;}
public:
    int b;
};
int main()
{
   B bb;
   bb.seta(6);
   bb.setb(3);
   bb.show();
   cout<<"A::a="<<bb.a<<endl;
   cout<<"B::b="<<bb.b<<endl;
   cout<<"A::a="<<bb.geta()<<endl;
   cout<<"B::b="<<bb.getb()<<endl;
   return 0;
}
 

按下列要求對程式進行修改，然後除錯，對出現的錯誤分析其原因。

（1）將派生類B的繼承方式改為private時，會出現哪些錯誤和不正常現象？為什麼？

   答：將派生類B的繼承方式改為private時，編譯程式指出語句2、語句5、語句7有錯。這是因為當類的繼承方式為私有繼承時，基類A的公有成員函式a，公有成員函式seta（）和geta（）作為派生類B的私有成員，派生類成員可以直接訪問它們，但在類外部，派生類的物件無法訪問它們。

（2）將派生類B的繼承方式改為protected時，會出現哪些錯誤和不正常現象？為什麼？

   答：將派生類B的繼承方式改為protected時，編譯程式指出語句2、語句5、語句7有錯。這是因為當類的繼承方式為保護繼承時，基類A的公有資料成員a，公有成員函式seta（）和geta（）作為派生類B的保護成員，派生類成員可以直接訪問它們，但在類外部，派生類的物件無法訪問它們。

（3）將派生類B的繼承方式恢復為public，再將類A中的資料成員int型變數a的訪問許可權改為private時，會出現哪些錯誤和不正常現象？為什麼？

   答：主函式中的語句5、語句9出現了錯誤；因為B採用的是公有繼承，所以B中和主函式中不能訪問A中的私有函式。

（4）派生類B的繼承方式仍為public，將類A中的資料成員int型變數a的訪問許可權改為protected時，會出現哪些錯誤和不正常現象？為什麼？

         答：主函式中的語句5出現了錯誤；因為B採用公有繼承，所以A中保護成員在B中仍為保護成員，B中可以訪問A中的保護成員，但不能通過類的物件訪問類的保護成員。

2.重寫教材中的Li4_10.cpp，給每個類增加一個解構函式，並使類之間的關係如附圖1所示，再寫出程式的輸出結果。（sy5_2.cpp）

                        附圖1   類之間的關係

修改程式如下：

//sy5_2.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class Base1
{
public:
   Base1(){cout<<"constructing Base1"<<endl;}
   ~Base1(){cout<<"destructing Base1"<<endl;}
};
class Base2
{
    public:
      Base2(){cout<<"constructing Base2"<<endl;}
     ~Base2(){cout<<"destructing Base2"<<endl;}
};
class Derived1:public Base2,virtual public Base1
{
    public:
    Derived1(){cout<<"constructing Derived1"<<endl;}
    ~Derived1(){cout<<"destructing Derived1"<<endl;}
};
class Derived2:public Base2,virtual public Base1
{
    public:
    Derived2(){cout<<"constructing Derived2"<<endl;}
    ~Derived2(){cout<<"destructing Derived2"<<endl;}
};
class Derived3:public Derived1,virtual public Derived2
{
    public:
    Derived3(){cout<<"constructing Derived3"<<endl;}
    ~Derived3(){cout<<"destructing Derived3"<<endl;}
};
int main()
{
   Derived3 obj;
   return 0;
}

程式輸出結果如下:

3. 利用繼承性與派生類來管理學生和教師的檔案。假設要管理下述幾類人員的如下一些資料。

   teacher（教師）類：姓名、性別、年齡、學號、系別；

gradstudent（研究生）類：姓名、性別、年齡、學號、系別、導師；

  要求每個類只設立建構函式以及顯示類物件資料的成員函式。編寫主函式，說明有關類物件，並對其類成員函式進行簡單使用。（sy5_3.cpp）

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class teacher{
    public:
        teacher(string name,char sex,int age,string title,string course)
         {
             nam=name;
             s=sex;
             a=age;
             t=title;
             c=course;
        }
        void print()
        {
            cout<<"name: "<<nam<<endl;
            cout<<"sex: "<<s<<endl;
            cout<<"age: "<<a<<endl;
            cout<<"title: "<<t<<endl;
            cout<<"course: "<<c<<endl;
        }
        protected:
             string nam;
              char s;
              int a;
              string t;
              string c;
              };
    class student{
        public:
            student(string name,char sex,int age,int number, string department)
             {
                 nam=name;
                 s=sex;
                 a=age;
                 num=number;
                 dep=department;
            }
    void print()
    {
         cout<<"name: "<<nam<<endl;
         cout<<"sex: "<<s<<endl;
         cout<<"age: "<<a<<endl;
         cout<<"number: "<<num<<endl;
         cout<<"department: "<<dep<<endl;
    }
      protected:
           string nam;
           char s;
           int a;
           int num;
           string dep;
        };
    class gradstudent:public student
    {
        public:
            gradstudent(string name,char sex,int age,int number, string department,string professor):student(name,sex,age,number,department)
            {
                 pro=professor;
            }
        void print()
        {
            cout<<"name: "<<nam<<endl;
            cout<<"sex: "<<s<<endl;
            cout<<"age: "<<a<<endl;
            cout<<"number: "<<num<<endl;
            cout<<"department: "<<dep<<endl;
            cout<<"professor: "<<pro<<endl;
            }
        private:
            string pro;
            };
    int main()
    {
         cout<<"*********************************************"<<endl;
         cout<<"******歡迎您來到學生和教師檔案查詢系統*******"<<endl;
         cout<<"*********************************************"<<endl;
          int i,j;
          teacher teac("shishuaishuai",'m',27,"js","mxdx");
          student stu("liendan",'w',22,22,"computer");
          gradstudent grad("chengkai",'m',25,12,"computer","hzp");
          cout<<endl;
          loop:cout<<"請輸入你要查詢的物件："<<endl<<"1.教師; 2.學生; 3.研究生。"<<endl;
          {
              cin>>i; if(i==1)teac.print();
              else if(i==2) stu.print();
              else grad.print();
         }
            cout<<endl;
            cout<<"是否繼續查詢？ 1.yes 2.no"<<endl; cin>>j;
            if(j==1) goto loop;
             else return 0;
}

程式輸出結果如下：

4.試寫出所能想到的所有形狀（包括二維的和三維的），生成一個形狀層次類結構。生成的層次結構一Shape作為基類，並由此派生出TwoDimShape類和ThreeDimShape類。它們的派生類是不同形狀類，定義層次結構中的每一個類，並用函式main（）進行測試。（sy5_4.cpp）

編寫程式如下：

//sy5_4.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class Shape
{
public:
   Shape(){};
   double area() const{return 0.0;}
   double bulk() const{return 0.0;}
};
class TwoDimShape:public Shape{};
class Circle:public TwoDimShape
{
    public:
    Circle(double r){R=r;}
    double area()const{return 3.14*R*R;}
    protected:
    double R;
};
class ThreeDimShape:public Shape{};
class sphere:public ThreeDimShape
{
    public:
    sphere(double w){R=w;}
    double bulk()const{return 4/3*3.14*R*R*R;}
    protected:
    double R;
};
int main()
{
    Shape sha;
    double area;
    double bulk;
    Circle c(7.0);
    area=c.area();
    cout<<"Area of circle is "<<area<<endl;
    sphere sph(9.0);
    bulk=sph.bulk();
    cout<<"Bulk of sphere is "<<bulk<<endl;
   return 0;
}

程式輸出結果如下：

分析與討論

1.通過對實驗內容中第1題的除錯，總結不同繼承方式的情況下，基類成員在派生類中的訪問許可權。

        答：當類的繼承方式為公有繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員被繼承後分別作為派生類的公有成員和保護成員，這樣使得派生類的成員函式可以直接訪問它們，而派生類成員函式無法直接訪問基類的私有成員。在類的外部，派生了的物件可以訪問繼承下來的基類公有成員。                      當類的繼承方式為私有繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員作為派生類的私有成員，派生類的成員函式可以直接訪問它們，而派生類的成員函式無法直接訪問基類的私有成員。在類外部，派生類的物件無法訪問基類的所有成員。
     當類的繼承方式為保護繼承時，在派生類中，基類的公有成員和保護成員作為派生類的保護成員，派生類的成員函式可以直接訪問它們，而派生類的成員函式無法直接訪問基類的私有成員。在類外部，派生類的物件無法基類的所有成員。

2.解釋實驗內容第2題的執行結果，總結多繼承方式的情況下，建構函式與解構函式的呼叫時機與順序。虛基類的建構函式與普通基類的建構函式在呼叫時有什麼不同？

      答：建構函式的呼叫順序：先呼叫所有基類的建構函式，再呼叫派生類中子物件類的建構函式（如果派生類中沒有子物件），最後呼叫派生類的建構函式。

     虛基類的建構函式的呼叫順序：遵循兩個原則，而且按順序優先滿足：1 先呼叫完所以基類，再呼叫子類；2 先呼叫虛擬基類，再呼叫非虛擬基類，一旦呼叫了虛擬基類的建構函式，則非虛擬基類建構函式就按照宣告的順序被呼叫。

     普通基類的建構函式：虛基類建構函式、普通基類建構函式、子類建構函式和其他（從左至右依次執行）。

3.如果希望附圖1中的Base1、Base2均有兩個，如何修改順序？

 實驗總結：

     通過本章的學習瞭解類的繼承，三種繼承方式的區別，以及通過引數列表對派生類的成員賦值的方法，即呼叫基類建構函式後再對新增成員賦值，虛基類的使用時為了對基類資料儲存一份拷貝，應注意的是在基類其他的直接派生類繼承時也應宣告是虛基類，多重繼承時的應注意建構函式賦值的規律；只是在本次實驗的操作過程中還是存在了很多的問題需要我們認真的去學習和思考，同時也讓我意識到自己對於本次的實驗中的一些知識點還沒有掌握好，需要自己在課下多花時間來學習。