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C++习题与解析-友元

王朝c/c++·作者佚名  2008-06-01
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01.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

class Sample

{

int n;

public:

Sample(int i){n=i;}

friend int add(Sample &s1,Sample &s2);

};

int add(Sample &s1,Sample &s2)

{

return s1.n+s2.n;

}

void main()

{

Sample s1(10),s2(20);

cout<<add(s1,s2)<<endl;

}

解:

本题说明了友元函数的使用方法。add()是一个友元函数,它返回两个引用对象的n值之和。

所以输出为: 30

注重:友元函数不是类的成元函数

----------------------------------------------------

02.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

class B;

class A

{

int i;

public:

int set(B&);

int get(){return i;}

A(int x){i=x;}

};

class B

{

int i;

public:

B(int x){i=x;}

friend A;

};

int A::set(B &b) // 由于使用了类B的定义,故本函数的定义应放在类B定义之后

{

return i=b.i;

}

void main()

{

A a(1);

B b(2);

cout<<a.get()<<",";

a.set(b);

cout<<a.get()<<endl;

}

解:

本题说明友元类的使用方法。这里将类A设置为类B的友元类,因此,类A的所有成员函数均为类B的友元函数。通过调用a.set(b)将b对象的i值赋给a对象的i值。

所以输出为:1,2

-------------------------------------------------

03.有一个学生类student,包括学生姓名、成绩,设计一个友元函数,比较两个学生成绩的高低,并求出最高分和最低分的学生。

解:

#include<iostream.h>

#include<string.h>

class student

{

char name[10];

int deg;

public:

student(char na[],int d)

{

strcpy(name,na);

deg=d;

}

char *getname(){ return name;}

friend int compare(student &s1,student &s2)

{

if(s1.deg>s2.deg)

return 1;

else if(s1.deg==s2.deg)

return 0;

else return -1;

}

};

void main()

{

student st[]={student("王华",78),student("李明",92),student("张伟",62),student("孙强",88)};

int i,min=0,max=0;

for(i=1;i<4;i++)

{

if(compare(st[max],st[i])==-1)

max=i;

else if(compare(st[i],st[min])==1)

min=i;

}

cout<<"输出结果:"<<endl;

cout<<" 最高分:"<<st[max].getname()<<endl;

cout<<" 最低分:"<<st[min].getname()<<endl;

}

本程序的执行结果如下:

输出结果:

最高分者:李明

最低分者:张伟

-------------------------------------------------------------

04.有一个学生类student,包括学生姓名、成绩,设计一个友元函数,输出成绩对应的等级:大于等于90:优;80~90:良;70~79:中;60!69:及格;小于60:不及格。

解:

#include<iostream.h>

#include<string.h>

#include<iomanip.h>

class student

{

char name[10];

int deg;

char level[7];

public:

student(char na[],int d)

{

strcpy(name,na);

deg=d;

}

char *getname(){ return name;}

friend void trans(student &s)

{

if(s.deg>=90)

strcpy(s.level,"优");

else if(s.deg>=80)

strcpy(s.level,"良");

else if(s.deg>=70)

strcpy(s.level,"中");

else if(s.deg>=60)

strcpy(s.level,"及格");

else

strcpy(s.level,"不及格");

}

void disp()

{

cout<<setw(10)<<name<<setw(6)<<deg<<setw(8)<<level<<endl;

}

};

void main()

{

student st[]={student("王华",78),student("李明",92),student("张伟",62),student("孙强",88)};

cout<<"输出结果:"<<endl;

cout<<setw(10)<<"姓名"<<setw(6)<<"成绩"<<setw(8)<<"等级"<<endl;

for(int i=0;i<4;i++)

{

trans(st[i]);

st[i].disp();

}

}

本程序执行结果如下:

输出结果:

姓名 成绩 等级

王华 78 中

李明 92 优

张伟 62 及格

孙强 88 良

05.设计一个类Sample,它有两个私有成员A[]和n(A中元素个数),将对A[]中数据进行各种排序的函数放入到一个友元类PRocess中。

解:

process类不包含任何数据成员,包含的公共成员函数如下:

getdata(Sample &s); 用于获取对象s的数据

insertsort(Sample &s); 用于进行插入排序

shellsort(Sample &s); 用于进行希尔排序

bubblesort(Sample &s); 用于进行冒泡排序

quicksort(Sample &s); 用于进行快速排序

selectsort(Sample &s); 用于进行选择排序

disp(Sample &s); 用于输出数据

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#define Max 100

class Sample

{

int A[Max];

int n;

friend class process;

public:

Sample(){n=0;}

};

class process

{

void qsort(Sample &s,int l,int h);

// 私有成员,由quicksort()成员调用

public:

void getdata(Sample &s);

void insertsort(Sample &s);

void shellsort(Sample &s);

void bubblesort(Sample &s);

void quicksort(Sample &s);

void selectsort(Sample &s);

void disp(Sample &s);

};

void process::getdata(Sample &s)

{

int i;

cout<<"元素个数:";

cin>>s.n;

for(i=0;i<s;i++)

{

cout<<"输入第"<<i+1<<"个数据:";

cin>>s.A[i];

}

}

void process::insertsort(Sample &s) // 插入排序

{

int i,j,temp;

for(i=1;i<s.n;i++)

{

temp=s.A[i];

j=i-1;

while(temp<s.A[j])

{

s.A[j+1]=s.A[j];

j--;

}

s.A[j+1]=temp;

}

}

void process::shellsort(Sample &s) // 希尔排序

{

int i,j,gap,temp;

gap=s.n/2;

while(gap>0)

{

for(i=gap;i<s;i++)

{

j=i-gap;

while(j>=gap)

if(s.A[j]>s.A[j+gap])

{

temp=s.A[j];

s.A[j]=s.A[j+gap];

s.A[j+gap]=temp;

j=j-gap;

}

else j=0;

}

gap=gap/2;

}

}

void process::bubblesort(Sample &s) // 冒泡排序

{

int i,j,temp;

for(i=0;i<s.n;i++)

for(j=s.n-1;j>=i+1;j--)

if(s.A[j]<s.A[j-1])

{

temp=s.A[j];

s.a[j]=s.A[j-1];

s.A[j-1]=temp;

}

}

void process::quicksort(Sample &s) // 快速排序

{

qsort(s,0,s.n-1);

}

void process::qsort(Sample &s,int l,int h)

{

int i=l,j=h,temp;

if(l<h)

{ temp=s.A[l];

do

{

while(j>i&&s.A[j]>=temp)

j--;

if(i<j)

{

s.A[i]=s.A[j];

i++;

}

while(i<j&&s.A[i]<=temp)

i++;

if(i<j)

{

s.A[j]=s.A[i];

j--;

}

}while(i<j);

s.A[i]=temp;

qsort(s,l,j-1);

qsort(s,j+1,h);

}

}

void process::selectsort(Sample &s) // 选择排序

{

int i,j,k,temp;

for(i=0;i<s.n;i++)

{

k=i;

for(j=i+1;j<=s.n-1;j++)

if(s.A[j]<s.A[k])

k=j;

temp=s.A[i];

s.A[i]=s.A[k];

s.A[k]=temp;

}

}

void process::disp(Sample &s)

{

for(int i=0;i<s.n;i++)

cout<<s.A[i]<<" ";

cout<<endl;

}

void main()

{

int sel;

Sample s;

process p;

p.getdata(s);

cout<<"原来序列:";

p.disp(s);

cout<<"0:插入排序 1:希尔排序 2:冒泡排序 3:快速排序 4:选择排序 其它退出"<<endl;

cout<<"选择排序方法:";

cin>>sel;

switch(sel)

{

case 0:

p.insertsort(s);

cout<<"插入排序结果:";

break;

case 1:

p.shellsort(s);

cout<<"希尔排序结果:";

break;

case 2:

p.bubblesort(s);

cout<<"冒泡排序结果:";

break;

case 3:

p.quicksort(s);

cout<<"快速排序结果:";

break;

case 4:

p.selectsort(s);

cout<<"选择排序结果:";

break;

}

p.disp(s);

}

本程序的执行结果如下:

元素个数:8

输入第1个数据: 1

输入第2个数据: 6

输入第3个数据: 5

输入第4个数据: 3

输入第5个数据: 4

输入第6个数据: 8

输入第7个数据: 2

输入第8个数据: 7

原来序列: 1 6 5 3 4 8 2 7

0:插入排序 1:希尔排序 2:冒泡排序 3:快速排序 4:选择排序 其它退出

选择排序方法: 1

希尔排序结果: 1 2 3 4 5 6 7 8

题1.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

class Sample

{

int n;

public:

Sample(){}

Sample (int m){n=m;}

friend void square(Sample &s)

{

s.n=s.n*s.n;

}

void disp()

{

cout<<"n="<<n<<endl;

}

};

void main()

{

Sample a(10);

square(a);

a.disp();

}

解:

本题应用友元函数修改对象的数据成员。square()是一个友元函数,它将引用对象的n值进行平方计算。

所以输出为:100

-----------------------------------------------------------

题2.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

class B;

class A

{

int i;

friend B;

void disp(){cout<<i<<endl;}

};

class B

{

public:

void set(int n)

{

A a;

a.i=n; // i是对象a的私有数据成员,在友元类可以使用

a.disp(); // disp()是对象a的私有成员函数,在友元类可以使用

}

};

void main()

{

B b;

b.set(2);

}

解:

本题说明友元类的设计方法。这里将类B设置为类A的友元类,因此,在设计类B时可以直接使用类A的私有数据成员和成员函数。

所以输出为: 2

-------------------------------------------------------------

题3.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

class teacher;

class student

{

char *name;

public:

student(char *s){name=s;}

friend void print(student &,teacher &);

};

class teacher

{

char *name;

public:

teacher(char *s){name=s;}

friend void print(student &,teacher &);

};

void print(student &a,teacher &b)

{

cout<<"the student is:"<<a.name<<endl;

cout<<"the teacher is:"<<b.name<<endl;

}

void main()

{

student s("Li Hu");

teacher t("Wang Ping");

print(s,t);

}

解:

student和teacher类共用一个友元函数的实现。

所以输出为:

the student is Li Hu

the teacher is Wan Ping

--------------------------------------------------------------

题4.有一个学生类student,包括学生姓名、成绩,设计一个友元类,输出成绩大于等于80分以上者。

解:

学生类student的disp()函数设计成友元函数。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<string.h>

#include<iomanip.h>

class student

{

char name[10];

int deg;

public:

student(char na[],int d)

{

strcpy(name,na);

deg=d;

}

char *getname(){ return name;}

friend void disp(student &s)

{

if(s.deg>=80)

cout<<setw(10)<<s.name<<setw(6)<<s.deg<<endl;

}

};

void main()

{

student st[]={student("王华",78),student("李明",92),student("张伟",62),student("孙强",88)};

cout<<"输出结果:"<<endl;

cout<<setw(10)<<"姓名"<<setw(6)<<"成绩"<<endl;

for(int i=0;i<4;i++)

disp(st[i]);

}

本程序的执行结果如下:

输出结果:

姓名 成绩

李明 92

孙强 88

--------------------------------------------------------------

题5.有一个向量类Vector,包括一个点的坐标位置x和y,设计两个友元函数,实现两个向量的加法和减法的运算

解:

本题程序如下:

#include<iostream.h>

class Vector

{

int x,y;

public:

Vector(){}

Vector(int i,int j){x=i;y=j;}

void disp()

{

cout<<"("<<x<<","<<y<<")";

}

friend Vector add(Vector &v1,Vector &v2)

{

Vector v;

v.x=v1.x+v2.x;

v.y=v1.y+v2.y;

return v;

}

friend Vector sub(Vector &v1,Vector &v2)

{

Vector v;

v.x=v1.x-v2.x;

v.y=v1.y-v2.y;

return v;

}

};

void main()

{

Vector v1(10,20),v2(4,5),v3;

v3=add(v1,v2);

cout<<"输出结果:"<<endl;

cout<<" "; v1.disp();cout<<"+";v2.disp();

cout<<"="; v3.disp(); cout<<endl;

v3=sub(v1,v2);

cout<<" "; v1.disp(); cout<<"-";v2.disp();

cout<<"=";v3.disp(); cout<<endl;

}

本程序的执行结果如下:

输出结果:

(10,20)+(4,5)=(14,25)

(10,20)-(4,5)=(6,15)

题6.采用友元函数的方法重新设计“引用<题8>”中的类Point,并求两个点之间的距离。

解:

将原来求两个点的距离的普通函数distance()改写为友元函数即可,可以看到采用友元函数方法使得代码更简洁。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<math.h>

class Point

{

int x,y;

public:

Point(int i,int j){x=i;y=j;}

friend float distance(Point &p1,Point &p2);

void disp()

{

cout<<"("<<x<<","<<y<<")";

}

};

float distance(Point &p1,Point &p2) // 友元函数的实现

{

float d;

d=sqrt((p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x)+(p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y));

return d;

}

void main()

{

Point p1(2,2),p2(5,5);

p1.disp(); cout<<"与"; p2.disp();

cout<<"之间距离="<<distance(p1,p2)<<endl;

}

本程序执行结果如下:

(2,2)与(5,5)之间距离=4.24264

-------------------------------------------------------

题7.设计一个日期类Date,包括日期的年份、月份和日号,编写一个友元函数,求两个日期之间相差的天数。

解:

该类中设计有3个友元函数;count_day()函数,它有两个参数,第2个参数是一个标志,当其值等于1 时,计算一年的开始到某日期的天数;否则计算某日期到年尾的天数。leap()函数用于判定指定的年份是否为闰年。subs()函数用于计算两个日期之间的天数。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<stdio.h>

class Date

{

int year;

int month;

int day;

public:

Date(int y,int m,int d)

{

year=y;month=m;day=d;

}

void disp()

{

printf("%d.%d.%d",year,month,day);

}

friend int count_day(Date &d,int);

friend int leap(int year);

friend int subs(Date &d1,Date &d2);

};

int count_day(Date &d,int flag)

{

static int day_tab[2][12]={{31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31},

{31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}};

// 使用二维数组存放各月天数,第一行对应非闰年,第二行对应闰年

int p,i,s;

if(leap(d.year))

p=1;

else p=0;

if(flag)

{

s=d.day;

for(i=1;i<d.month;i++)

s+=day_tab[p][i-1];

}

else

{

s=day_tab[p][d.month]-d.day;

for(i=d.month+1; i<=12; i++)

s+=day_tab[p][i-1];

}

return s;

}

int leap(int year)

{

if(year%4==0&&year%100!=0year%400==0) // 是闰年

return 1;

else // 不是闰年

return 0;

}

int subs(Date &d1,Date &d2)

{

int days,day1,day2,y;

if(d1.year<d2.year)

{

days=count_day(d1,0);

for(y=d1.year+1; y<d2.year ;y++)

if(leap(y))

days+=366L;

else

days+=365L;

days+=count_day(d2,1);

}

else if(d1.year==d2.year)

{

day1=count_day(d1,1);

day2=count_day(d2,1);

days=day2-day1;

}

else

days=-1;

return days;

}

void main()

{

Date d1(2000,1,1),d2(2002,10,1);

int ds=subs(d1,d2);

printf("输出结果:\n ");

if(ds>=0)

{

d1.disp(); printf("与");

d2.disp(); printf("之间有%d天\n\n",ds);

}

else

printf("时间错误!\n");

}

本程序的执行结果如下:

输出结果:

2000.1.1与2002.10.1之间有1002天

-------------------------------------------------------

题8.编写一个程序,设计一个Point类,包括学号、姓名和成绩等私有数据成员,不含任何成员函数,只将main()设置为该类的友元函数。

解:

main()函数与其它的函数一样可以设置为类的友元函数,这样就可以在其中使用类对象的私有数据成员。

本题的程序如下:

#include<iostream.h>

class Person

{

int no;

char name[10];

int deg;

public:

friend void main();

};

void main()

{

Person obj;

cout<<"输入学号:";

cin>>obj.no;

cout<<"姓名:";

cin>>obj.name;

cout<<"成绩:";

cin>>obj.deg;

cout<<"输出结果"<<endl;

cout<<"学生"<<obj.name<<"(学号"<<obj.no<<")成绩为"<<obj.deg<<endl;

}

本程序执行结果如下:

输入学号: 10

姓名: Zhengming

成绩:88

输出结果

学生Zhengming(学号10)成绩为88

-------------------------------------------------------

题9.采用友元类的方式重新编写“友元第04题“的程序。

解:

将原student类中的disp()成员函数和trans()友元函数作为友元类process的成员函数。其执行结果与第4题的结果完全相同。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<string.h>

#include<iomanip.h>

class student

{

char name[10];

int deg;

char level[7];

friend class process; // 说明友元类

public:

student(char na[],int d)

{

strcpy(name,na);

deg=d;

}

};

class process

{

public:

void trans(student &s)

{

if(s.deg>=90)

strcpy(s.level,"优");

else if(s.deg>=80)

strcpy(s.level,"良");

else if(s.deg>=70)

strcpy(s.level,"中");

else if(s.deg>=60)

strcpy(s.level,"及格");

else

strcpy(s.level,"不及格");

}

void disp(student &s)

{

cout<<setw(10)<<s.name<<setw(6)<<s.deg<<setw(8)<<s.level<<endl;

}

};

void main()

{

student st[]={student("王华",78),student("李明",92),student("张伟",62),student("孙强",88)};

process p;

cout<<"输出结果:"<<"姓名"<<setw(6)<<"成绩"<<setw(8)<<"等级"<<endl;

for(int i=0;i<4;i++)

{

p.trans(st[i]);

p.disp(st[i]);

}

}

*本程序执行结果为:

 
 
 
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