【C++面向对象——类与对象】Computer类（头歌实践教学平台习题）【合集】

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任务描述

相关知识

一、不同访问属性成员的访问方式

 1. public成员

 2. private成员

 3. protected成员

二、观察构造函数和析构函数的执行过程

1. 构造函数

2. 析构函数

三、学习类的组合使用方法

1. 类的组合概念

2. 实现示例

实验步骤

测试说明

通关代码

测试结果

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任务描述

本关任务：声明一个简单的Computer类，含有数据成员芯片（cpu）、内存（ram）、光驱（cdrom）等等，以及两个公有成员函数run、stop。

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相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握

1. 不同访问属性的成员的访问方式
2. 构造函数和析构函数的执行过程
3. 类的组合使用方法

一、不同访问属性成员的访问方式

访问控制符：在 C++ 中，类的成员（包括数据成员和成员函数）可以有三种访问控制符：public（公共的）、private（私有的）和protected（受保护的）。

 1.public成员：

可以在类的外部直接访问。例如：

class MyClass {
public:int publicVariable;void publicFunction() {// 函数体}
};
int main() {MyClass obj;obj.publicVariable = 10;  // 直接访问public数据成员obj.publicFunction();     // 直接调用public成员函数return 0;
}

 2.private成员：

只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制，用于保护类的数据不被外部随意修改。例如：

class MyClass {
private:int privateVariable;
public:void setPrivateVariable(int value) {privateVariable = value;  // 在类内部访问private数据成员}int getPrivateVariable() {return privateVariable;   // 在类内部访问private数据成员}
};
int main() {MyClass obj;// obj.privateVariable = 20;  // 错误，不能在类外部直接访问private成员obj.setPrivateVariable(20);   // 通过public成员函数来间接访问和修改private成员int value = obj.getPrivateVariable();return 0;
}

 3.protected成员：

它类似于private成员，在类的外部不能直接访问。但是，protected成员可以在派生类（继承该类的子类）中访问。例如：

class BaseClass {
protected:int protectedVariable;
public:void setProtectedVariable(int value) {protectedVariable = value;}
};
class DerivedClass : public BaseClass {
public:void modifyProtectedVariable() {protectedVariable += 10;  // 在派生类中访问基类的protected成员}
};
int main() {DerivedClass obj;// obj.protectedVariable = 30;  // 错误，不能在类外部直接访问protected成员obj.setProtectedVariable(30);obj.modifyProtectedVariable();return 0;
}

二、观察构造函数和析构函数的执行过程

1. 构造函数

• 定义和作用：构造函数是一种特殊的成员函数，它的名字与类名相同，没有返回值类型（包括void）。它主要用于初始化类的对象。例如：

  class MyClass {
  public:int value;MyClass() {value = 0;  // 初始化数据成员}
  };
  

• 执行时机：当创建一个对象时，构造函数会自动被调用。例如：

  int main() {MyClass obj;  // 调用MyClass的默认构造函数return 0;
  }
  

• 重载构造函数：可以有多个构造函数，它们的参数列表不同，这称为构造函数的重载。例如：

  class MyClass {
  public:int value;MyClass() {value = 0;}MyClass(int initValue) {value = initValue;}
  };
  int main() {MyClass obj1;      // 调用默认构造函数MyClass obj2(10);  // 调用带参数的构造函数return 0;
  }
  

2. 析构函数

• 定义和作用：析构函数也是一种特殊的成员函数，它的名字是在类名前面加上~符号，没有参数和返回值类型。它主要用于在对象销毁时释放资源，如动态分配的内存、打开的文件等。例如：

  class MyClass {
  public:int* dynamicArray;MyClass() {dynamicArray = new int[10];}~MyClass() {delete[] dynamicArray;  // 释放动态分配的内存}
  };
  

• 执行时机：析构函数在对象的生命周期结束时自动被调用。如果对象是在栈上创建的，那么当对象所在的作用域结束时，析构函数就会被调用；如果对象是在堆上创建的（使用new创建），那么当使用delete删除对象时，析构函数会被调用。例如：

  int main() {MyClass obj1;  // 在栈上创建对象，作用域结束时析构函数被调用MyClass* obj2 = new MyClass;// 使用obj2delete obj2;    // 使用delete时析构函数被调用return 0;
  }

三、学习类的组合使用方法

1. 类的组合概念

• 类的组合是指一个类的对象作为另一个类的数据成员。通过这种方式，可以将复杂的问题分解为多个简单的类来实现，从而提高代码的可维护性和复用性。例如，假设有一个Engine类表示汽车发动机，和一个Car类，Car类中包含一个Engine对象作为其数据成员来表示汽车有一个发动机。

2. 实现示例

• 首先定义Engine类：

  class Engine {
  public:void start() {// 启动发动机的代码std::cout << "Engine started." << std::endl;}void stop() {// 停止发动机的代码std::cout << "Engine stopped." << std::endl;}
  };
  

• 然后定义Car类，其中包含Engine对象：

  class Car {
  private:Engine engine;
  public:void drive() {engine.start();// 汽车行驶的代码std::cout << "Car is driving." << std::endl;}void park() {// 汽车停车的代码engine.stop();}
  };
  

• 在main函数中使用：

  int main() {Car myCar;myCar.drive();myCar.park();return 0;
  }
  

• 在这个例子中，Car类组合了Engine类，Car类的对象myCar可以通过其内部的Engine对象engine来调用Engine类的成员函数start和stop，从而实现汽车的行驶和停车功能。

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实验步骤

参考实验指导书第四章的实验步骤 4：

1. 声明CPU类（可使用第二题中的CPU类）、RAM类、CDROM类。
2. 声明Computer类：声明私有数据成员cpu、ram、cdrom，声明公有成员函数run、stop，可在其中输出提示信息。
3. 在主程序中声明一个Computer的对象，调用其成员函数，观察类对象及其成员变量的构造与析构顺序，以及成员函数的调用。

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测试说明

根据提示，在右侧编辑器补充代码，平台会对你编写的代码进行测试。

预期输出：

构造了一个Computer!
Computer开始运行!
CPU开始运行!
RAM开始运行!
CDROM开始运行!
Computer停止运行!
CPU停止运行!
RAM停止运行!
CDROM停止运行!
析构了一个Computer!

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通关代码

#include <iostream>
using namespace std;class CPU
{
public:CPU (){}~CPU () {}void Run() {cout << "CPU开始运行!" << endl; }void Stop() {cout << "CPU停止运行!" << endl; }
};class RAM
{
public:RAM () {}~RAM () {}void Run() {cout << "RAM开始运行!" << endl; }void Stop() {cout << "RAM停止运行!" << endl; }
};class CDROM
{
public:CDROM () {}~CDROM () {}void Run() {cout << "CDROM开始运行!" << endl; }void Stop() {cout << "CDROM停止运行!" << endl; }
};class Computer
{
private:CPU cpu;RAM ram;CDROM cdrom;
public:Computer (CPU c, RAM r, CDROM cd){cpu = c;ram = r;cdrom = cd;cout << "构造了一个Computer!" << endl;}~Computer () {cout << "析构了一个Computer!"; }CPU GetCPU() const { return cpu; }RAM GetRAM() const { return ram; }CDROM GetCDROM() const {return cdrom; }void setCPU(CPU c) { cpu = c; }void setRAM(RAM r) { ram = r; }void setCDROM(CDROM cd) { cdrom = cd; }void Run() {cout << "Computer开始运行!" << endl;/********** Begin **********/cpu.Run();ram.Run();cdrom.Run();/********** End **********/}void Stop () {cout << "Computer停止运行!" << endl;/********** Begin **********/cpu.Stop();ram.Stop();cdrom.Stop();/********** End **********/}
};int main() {CPU c;RAM r;CDROM cd;Computer computer(c, r, cd);computer.Run();computer.Stop();
}

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测试结果