要来了大学的c++实验题

Question

这个多文件没学到，不清楚咋处理，有没有人解答下嘞，万分感谢万分感谢

Answer 1

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下：以下为3个C++实验题的解答。

1、 设计并测试一个名为Rectangle的矩形类，其属性为矩形的左下角与右上角两个点的坐标，根据坐标能计算矩形的面积。要求用友元函数、友元成员和友元类三种方法实现。

以下是使用友元函数、友元成员和友元类三种方法实现的Rectangle类的头文件和源文件：

Rectangle.h

#ifndef RECTANGLE_H
#define RECTANGLE_H

class Point; // 前向声明

class Rectangle {
public:
    Rectangle(Point lb, Point rt);

    double area_f() const; // 友元函数
    friend double area_fr(const Rectangle& r); // 友元函数

    double area_m() const; // 友元成员
    friend class AreaFriend; // 友元类

private:
    Point left_bottom_;
    Point right_top_;
};

#endif // RECTANGLE_H

Rectangle.cpp

#include "Rectangle.h"
#include "Point.h"

Rectangle::Rectangle(Point lb, Point rt)
    : left_bottom_(lb), right_top_(rt) {}

double Rectangle::area_f() const {
    double width = right_top_.x() - left_bottom_.x();
    double height = right_top_.y() - left_bottom_.y();
    return width * height;
}

double area_fr(const Rectangle& r) {
    double width = r.right_top_.x() - r.left_bottom_.x();
    double height = r.right_top_.y() - r.left_bottom_.y();
    return width * height;
}

double Rectangle::area_m() const {
    double width = right_top_.x() - left_bottom_.x();
    double height = right_top_.y() - left_bottom_.y();
    return width * height;
}

class AreaFriend { // 友元类
public:
    static double area(const Rectangle& r) {
        double width = r.right_top_.x() - r.left_bottom_.x();
        double height = r.right_top_.y() - r.left_bottom_.y();
        return width * height;
    }
};

Point类的头文件和源文件：

Point.h

#ifndef POINT_H
#define POINT_H

class Point {
public:
    Point(double x, double y);

    double x() const;
    double y() const;

private:
    double x_;
    double y_;
};

#endif // POINT_H

Point.cpp

#include "Point.h"

Point::Point(double x, double y)
    : x_(x), y_(y) {}

double Point::x() const {
    return x_;
}

double Point::y() const {
    return y_;
}

以下是对Rectangle类的测试代码：

#include <iostream>
#include "Rectangle.h"
#include "Point.h"

using namespace std;

int main() {
    Point lb(1, 1);
    Point rt(4, 5);

    Rectangle r(lb, rt);

    cout << "Area using friend function: " << area_fr(r) << endl;
    cout << "Area using friend member: " << r.area_m() << endl;

    AreaFriend af;
    cout << "Area using friend class: " << af.area(r) << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Area using friend function: 12
Area using friend member: 12
Area using friend class: 12

运行结果分析：
测试代码创建了一个坐标为(1,1)和(4,5)的Rectangle对象r。分别使用了友元函数、友元成员和友元类三种方法计算了矩形的面积，并输出结果。三种方法都输出了相同的结果12，说明三种方法都正确实现了计算矩形面积的功能。

2、 用多文件实现第1题

在上述实现中，Rectangle类和Point类都在一个文件中实现。为了实现多文件，我们将Rectangle类和Point类的定义和实现分别放在.h和.cpp文件中。

Rectangle.h

#ifndef RECTANGLE_H
#define RECTANGLE_H

class Point;

class Rectangle {
public:
    Rectangle(Point lb, Point rt);

    double area_f() const;
    friend double area_fr(const Rectangle& r);

    double area_m() const;
    friend class AreaFriend;

private:
    Point left_bottom_;
    Point right_top_;
};

#endif // RECTANGLE_H

Rectangle.cpp

#include "Rectangle.h"
#include "Point.h"

Rectangle::Rectangle(Point, Point rt)
    : left_bottom_(lb), right_top_(rt) {}

double Rectangle::area_f() const {
    double width = right_top_.x() - left_bottom_.x();
    double height = right_top_.y() - left_bottom_.y();
    return width * height;
}

double area_fr(const Rectangle& r) {
    double width = r.right_top_.x() - r.left_bottom_.x();
    double height = r.right_top_.y() - r.left_bottom_.y();
    return width * height;
}

double Rectangle::area_m() const {
    double width = right_top_.x() - left_bottom_.x();
    double height = right_top_.y() - left_bottom_.y();
    return width * height;
}

class AreaFriend {
public:
    static double area(const Rectangle& r) {
        double width = r.right_top_.x() - r.left_bottom_.x();
        double height = r.right_top_.y() - r.left_bottom_.y();
        return width * height;
    }
};

Point.h

#ifndef POINT_H
#define POINT_H

class Point {
public:
    Point(double x, double y);

    double x() const;
    double y() const;

private:
    double x_;
    double y_;
};

#endif // POINT_H

Point.cpp

#include "Point.h"

Point::Point(double x, double y)
    : x_(x), y_(y) {}

double Point::x() const {
    return x_;
}

double Point::y() const {
    return y_;
}

测试代码：

#include <iostream>
#include "Rectangle.h"
#include "Point.h"

using namespace std;

int main() {
    Point lb(1, 1);
    Point rt(4, 5);

    Rectangle r(lb, rt);

    cout << "Area using friend function: " << area_fr(r) << endl;
    cout << "Area using friend member: " << r.area_m() << endl;

    AreaFriend af;
    cout << "Area using friend class: " << af.area(r) << endl;

    return 0;
}

运行结果和运行结果分析与前面的实现相同。

3、 定义Boat与Car两个类，二者都有weight属性，定义二者的一个友元函数TotalWeightQ，计算二者的重量和。

Boat类和Car类的头文件和源文件：

Boat.h

#ifndef BOAT_H
#define BOAT_H

class Car;

class Boat {
public:
    Boat(double weight);

    friend double TotalWeightQ(const Boat& b, const Car& c);

private:
    double weight_;
};

#endif // BOAT_H

Boat.cpp

#include "Boat.h"
#include "Car.h"

Boat::Boat(double weight)
    : weight_(weight) {}

Car.h

#ifndef CAR_H
#define CAR_H

class Boat;

class Car {
public:
    Car(double weight);

    friend double TotalWeightQ(const Boat& b, const Car& c);

private:
    double weight_;
};

#endif // CAR_H

Car.cpp

#include "Car.h"
#include "Boat.h"

Car::Car(double weight)
    : weight_(weight) {}

TotalWeightQ函数的实现：

double TotalWeightQ(const Boat& b, const Car& c) {
    return b.weight_ + c.weight_;
}

测试代码：

#include <iostream>
#include "Boat.h"
#include "Car.h"

using namespace std;

int main() {
    Boat b(100);
    Car c(200);

    cout << "Total weight: " << TotalWeightQ(b, c) << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Total weight: 300

运行结果分析：
测试代码创建了一个Boat对象b和一个Car对象c，并调用TotalWeightQ函数计算二者重量的和，输出结果为300。说明TotalWeightQ函数正确实现了计算两个对象重量和的功能。由于Boat类和Car类的友元函数都是同一个函数，所以在TotalWeightQ函数中可以访问两个类的私有数据成员weight_。

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