Пример выполнения практического задания

Задание 3

Организация программ с использованием механизма наследования классов

Цель задания

1. Изучение механизма наследования классов.

2. Получение навыков в написании программ с использованием механизма наследования.

Методические указания

Для проверки функционирования созданных классов написать программу, использующую эти классы. В программе должны быть продемонстрированы все свойства созданных классов.

Варианты МИНИМАЛЬНОГО задания

1. Определить иерархию классов для хранения информации о летательных аппаратах. Начните с общего базового класса airship, предназначенного для хранения количества перевозимых пассажиров и количества перевозимого груза. Затем создайте два производных от airship класса airplane и balloon. Класс airplane должен хранить тип самолетного двигателя (винтовой или реактивный) и дальность полета. Класс balloon должен хранить информацию о типе газа, используемого для подъема дирижабля (водород или гелий), и его максимальный потолок (в метрах). Создайте программу для демонстрации работы этой иерархии классов.

2. Создайте исходный базовый класс building для хранения числа этажей и комнат в здании, а также общую площадь комнат. Создайте производный класс house, который наследует класс building и хранит число ванных комнат и число спален. Кроме этого создайте производный класс office, который наследует класс building и хранит число огнетушителей и телефонов.

3. Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе. Человек: студент, преподаватель.

4. Точка: окружность: окружность с текстом внутри (нарисовать, стереть, передвинуть, изменить радиус). Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

5. Точка: отрезок: треугольник (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть). Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

6. Точка: отрезок: выпуклый четырехугольник: трапеция (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть). Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

7. Точка: отрезок: квадрат: прямоугольник: ромб: параллелограмм (нарисовать, стереть, закрасить, передвинуть, повернуть). Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

8. Меню: горизонтальное, вертикальное, иерархическое. Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

9. Окно: стековое, слоеное, всплывающее. Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

10. Список: бинарное дерево: n – арное дерево. Определить классы и их иерархию, а также продемонстрировать использование введенных конструкций при работе.

Пример выполнения практического задания

Постановка задачи

Создайте класс для работы с объектом ОКНО (с рамкой, тенью и текстовой строкой внутри). Иерархия классов будет такой. Базовый класс ScreenObject описывает некоторый прямоугольный объект на экране – строку, кнопку, окно, …

Его член-данные: координаты объекта и цвет объекта.

Член- функции: конструктор и функция для вывода изображения объекта.

Этот класс имеет два производных класса: String (описывающий текстовую строку) и Window (описывающий окно).

Класс String содержит такие поля как адрес начала строки и цвет букв текста, а также конструктор, вывод текста (вспомогательная функция), изображение строки на экране.

В классе Window членами- данными являются:

nmax – максимально допустимое число включаемых в окно объектов (строк, кнопок,..);

n – фактическое число включенных объектов;

pObj – массив указателей на включенные объекты;

ColorFrame - цвет рамки окна (цвет тени – фиксированный).

Члены функции класса Window:

конструктор, рисование тени, рисование рамки, изображение всего объекта; используется также перегрузка операции << для включения в окно очередного объекта (функция возвращает 1 или 0 в качестве признака того, успешно ли включился в окно данный объект).

В примере не проводятся проверки корректности данных: не выходят ли координаты окна за рамки экрана, влезает ли объект в окно и т. п.

Структурная схема классов (представить в виде UML-диаграмм)

Член-данные	Базовый класс ScreenObject	Член-функции
координаты левого верхнего угла: x1, y1 координаты правого нижнего угла: xr, yr цвет объекта(окна, строки, …): ColorGround	Конструктор: ScreenObject() Вывод изображения объекта: Show() смещение координат: Move ()
адрес начала строки: pText цвет букв текста: ColorText	Производный класс String(описывает текстовую строку).	Конструктор: String () Вывод текста: DrawText() Изображение строки на экране: Show ()
максимально допустимое число включаемых в окно объектов (строк, кнопок,..): nmax фактическое число включенных объектов: n массив указателей на включенные объекты: pObj цвет рамки окна (цвет тени – фиксированный): ColorFrame	Производный класс: Window (описывает окно)	Конструктор: Window() Рисование тени: DrawShadow() Рисование рамки: DrawFrame() Изображение всего объекта: Show() Перегрузка операции << для включения в окно очередного объекта: operator <<

Исходный текст программы

// ОПИСАНИЯ КЛАССОВ

class ScreenObject

{ protected:

int x1, y1; // координаты левого верхнего угла

int xr, yr; // координаты правого нижнего угла

int ColorGround; // цвет объекта (окна, строки, …)

ScreenObject (int Xleft, int Yup, int Xright, int Ydown, int ColGround);

virtual void Show (void);

void Move (int Dx, int Dy); }; // параметры – смещения координат

 

class Window: public ScreenObject

{ int nmax;

int n;

int ColorFrame;

ScreenObject **pObj;

public:

Window (int Xleft, int Yup, int Xright, int Ydown, int ColGround,

int ColFrame, unsigned MaxObj);

// параметры – координаты углов окна, цвет окна и рамки,

// максимально возможное число включаемых объектов

void Show (void);

void DrawFrame (void);

void DrawShadow (void);

int operator << (ScreenObject *obj); };

 

class String: public ScreenObject

{ char * pText;

int ColorText;

public:

String (int xleft, int yup, int ColGround, int ColText, char *Text);

void Show (void);

void DrawText (void); };

 

// РЕАЛИЗАЦИЯ КЛАССОВ

#include <stdio.h >

#include <conio.h >

// class ScreenObject

ScreenObject:: ScreenObject (int Xleft, int Yup, int Xright, int Ydown,

int ColGround)

{ x1 = Xleft; y1 = Yup; xr = Xright; yr = Ydown; ColorGround = ColGround; }

void ScreenObject:: Show (void)

{ int i, j;

textbackground (ColorGround);

for(j = y1; j <= yr; j ++) // зафиксировали номер строки

for(ji= x1; i <= xr; i ++) // идем по столбцам

{ gotoxy (i, j); cprintf (“ “); } }

void ScreenObject:: Move (int Dx, int Dy)

{ x1 += Dx; y1 += Dy; { xr += Dx; yr += Dy; }

 

// class String

String:: String (int xleft, int yup, int ColGround, int ColText, char *Text):

ScreenObject (xleft, yup, xleft + strlen(Text, yup, ColGround)

{ ColorText = ColText;

pText = new char [strlen(Text)+1];

if (pText) strcpy (pText, Text); }

void String:: DrawText (void);

{ textcolor (ColorText);

gotoxy (x1, y1);

cprintf (“%s “, pText); }

void String:: Show (void)

{ ScreenObject:: Show (); // рисуем пустой прямоугольник для

DrawText (); } // строки и пишем в нем текст

 

// Class Window

Window:: Window (int Xleft, int Yup, int Xright, int Ydown, int ColGround,

int ColFrame, unsigned MaxObj):

ScreenObject (int Xleft, int Yup, int Xright, int Ydown, int ColGround)

{ ColorFrame = ColFrame;

nmax = MaxObj;

pObj = new ScreenObject *[nmax]; // выделяем память под массив указателей

if (! pObj) nmax = 0; // если не хватает памяти

n = 0; }

void Window:: DrawFrame (void)

{ int i;

textcolor (ColorFrame);

for (i = x1; i <= xr; i++)

{ gotoxy (i, y1); cprintf (“_ “); // верхняя линия

gotoxy (i, yr); cprintf (“_”); // нижняя линия рамки окна }

for (i = y1+1; i < yr; i++)

{gotoxy (x1, i); cprintf (“_ “); // левая часть

gotoxy (xr, i); cprintf (“_”); // правая часть рамки окна } }

void Window:: DrawShadow (void)

{ int i;

textcolor (BROUN);

for (i = x1 +1; i <= xr+1; i++)

{ gotoxy (i, yr+1); cprintf (“_ “); // нижняя часть тени }

for (i = y1+1; i <= yr; i++)

{gotoxy (xr+1, i); cprintf (“_ “); // правая часть тени } }

int Window:: operator << (ScreenObject *obj)

{ if (n = = nmax) return 0; //объект не может быть включен

pObj[n] = obj;

n++;

obj -> Move (x1, y1);

return 1; }

void Window:: Show (void)

{ int i;

ScreenObject:: Show ();

DrawShadow ();

DrawFrame ();

for { i = 0; i < n; i++) // выводим все объекты, включенные в окно

pObj[i] -> Show (); // здесь используется виртуальность функцииShow(),

// т.к. в pObj могут быть адреса разных объектов –

// строк, кнопок, окон, …, но все они – производные от ScreenObject

}

 

void main()

{

Window *wn;

String *str;

// рисуем синее окно с белой рамкой; в нем – три зеленые строки с

// надписями черными буквами

wn = new Window (5, 5, 20, 20, BLUE, WHITE, 5);

// фактические параметры функции new String() содержат координаты

// относительно левого верхнего угла окна

str = new String(2, 2, GREEN, BLACK, “Xа-Xа”);

*wn << str;

str = new String(4, 4, GREEN, BLACK, “Xи-Xи”);

*wn << str;

str = new String(6, 6, GREEN, BLACK, “Xо-Xо”);

*wn << str;

wn -> Show ();

getch ();

}