实验4 类和对象(3)

实验4 类和对象（3）1.实验目的熟悉UML类图的描述方法。

掌握类中数据成员和成员函数的说明方法；掌握成员函数的调用方法。

2.实验环境PC机一台，安装windows 2003或windows XP或windows 7操作系统，安装Eclipse平台的C++开发环境。

3.相关知识点（一）UML简介UML（Unified Modeling Language）即统一建模语言，是OMG（Object Management Group）发表的图标式软件设计语言。

UML是针对面向对象软件开发的，而C++正是这样的一种语言，UML在设计中被越来越多的使用着。

UML主要由一系列视图组成，其中包括静态视图（Static view），用例视图（Use case view）活动视图（Activity view）等，不同的图用处自然也不一样，而对开发人员来讲，更重要的应该是静态视图中的类图（class diagram）和交互视图（Interaction view）中的顺序图（Sequence diagram）。

UML可以使用图表的形式来表现业务关系或者物理关系，可以促进对问题的理解和解决。

它提供了一种通用的、精通的、没有歧义的通信机制进行。

同时，UML还可以通过自己的语法规则使得可以通过使用建模工具软件将设计模式映射到一种语言上，继而可以产生系统设计文档。

UML包括如下几种图：用例图（Use case diagrams）类图（Class diagrams）序列图（Sequence diagrams）合作图（Collaboration diagrams）状态图（Statechart diagrams）活动图（Activity diagrams）构件图（Component diagrams）部署图（Deployment diagrams）类图是最常用的UML图，显示出类、接口以及它们之间的静态结构和关系；它用于描述系统的结构化设计。

这里我们简单介绍一下类图的设计方法。

静态视图说明了对象的结构，其中最常用的就是类图，类图可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构，有时侯，描述系统快照的对象图（Object diagram）也是很有用的。

在这里，我们主要介绍类图，下面的图4-1就是一个简单的类图。

图4-1 UML例图在类图中，类由矩形框来表示，如图4-1中，定义了4个类，分别为Base、A、B、C，类之间的关系通过各种线条和其他符号来表示，在上图中，空心的三角表示继承关系，在UML的术语中，这种关系被称为泛化（Generalization），所以上面的类用等价代码表示为：class Base{…};class A:public Base{…};cla ss B:public Base{…};class C:public Base{…};一个类中一般包含3个组成部分。

第一个是类名；第二个是属性（attributes）；第三个是该类提供的方法（类的性质可以放在第四部分；如果类中含有内部类，则会出现第五个组成部分）。

类名部分是不能省略的，其他组成部分可以省略。

类名书写规范：正体字说明类是可被实例化的，斜体字说明类为抽象类。

属性和方法书写规范：修饰符[描述信息] 属性、方法名称[参数] [：返回类型|类型] 属性和方法之前可附加的可见性修饰符：加号（+）表示public；减号（-）表示private；#号表示protected；省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。

如果属性或方法具有下划线，则说明它是静态的。

描述信息使用<< 开头和使用>> 结尾。

类的性质是由一个属性、一个赋值方法和一个取值方法组成。

书写方式和方法类似。

我们再来看一个例子。

如图4-2所示。

图4-2 UML例图对应的代码如下：class TaxCalculator{private long taxRate ;private int salary ;public TaxCalculator(long taxRate){this.taxRate = taxRate ;}public long countTax(){return taxRate*salary;}public int getSalary(){return salary;}public void setSalary(int salary){this.salary = salary;}}4.实验内容与实验步骤1、在程序中按照如图4-3 UML类图定义Animal类。

Animal类的所有成员变量的访问权限为private。

所有成员函数的访问权限都为public。

其中Animal类的成员函数move()功能是输出一个字符串“animal moving”，setXXX()函数设置该类的成员变量，getXXX()函数返回类的成员变量的值，display()函数分行输出类的3个成员变量，输出格式：“变量名：变量值”。

并定义main函数实例化一个对象，然后调用相应的函数测试相应的功能。

图4-3 Animal类的UML类图解题思路：UML图是程序设计中常见的一种示意图，书写代码时应注意各属性的访问权限，以及属性命名方式对应的功能。

部分代码如下：//类的声明class animal{private:string name; //姓名int age; //年龄string color; //颜色public:animal(string n,int a,string c);animal(){}void setName(string n);string getName() ;void setAge(int a) ;int getAge() ;void setColor( string c) ;string getColor() ;void display() ;void move() ;~animal(){}};//成员函数的类外实现//…………..//类的应用int main (void){animal an1("贝贝",1,"白色");animal an2;an2.setName("狗狗");cout<< an2.getName()<<endl;an2.setAge(2);cout<< an2.getAge()<<endl;an2.setColor("黄色");cout<< an2.getColor()<<endl;an1.display();an2.display();an1.move();an2.move();return 0;}2、构建一个类Book，其中含有2个成员quantity和price，为每个数据成员书写设置函数。

为类增加构造函数，数据成员初始化为0。

在主函数中定义对象数组，为各个对象的quantity成员赋值为1~6，成员price的值由用户输入，在主函数中求出对象数组中每个元素的quantity*price值。

解题思路：本题是类的简单应用，为Book创建类并实例化对象计算总额。

相对简单，在创建类的时候注意数据成员的访问权限。

部分代码如下：//类的声明class Book{private:int quantity;float price;public:Book():quantity (0),price(0.0){ cout<<"constructor"<<endl; }void setprice(){ //补充代码}void set quantity (int q){ quantity =q; }int getqu(){ return qu; }int getprice(){ return price; }};//类的应用int main (){Book book[6];for(int i=0; i<6; i++)book[i].setqu(i+1);for( i=0; i<6; i++)book[i].setprice();for( i=0; i<6; i++)cout<<"第"<<i+1<<"本书"<<book[i].getprice()*book[i].getqu()<<endl;return 0;}3、定义一个银行帐户类bankAccount，银行帐户具有银行帐号（AccountNo)，密码(password)，帐户余额（balance)，并具有从帐户取钱（withDraw）和向帐户存钱（deposit）的等功能。

编写main()，创建一个银行帐户，同时模拟存钱取钱操作。

然后为类bankAccount 增加构造函数，构造函数要求有3个参数，分别为账号，密码，余额赋初值。

解题思路：本题是一个相对综合的题目，基本要求是创建一个银行账户类，实现简单操作，扩展部分可以将代码扩充为一个银行信息管理系统。

实验步骤：（1）确定类中的数据成员的数据类型，这里银行账户AccountNo有几种选择，例如整形，字符串等，一般来说选取字符串是比较好的选择，如果选用整形，则第一位不能为零；密码一般为字符数组或者字符串类型；账户余额一般来说就是长整型就可以了。

int AccountNo; //帐号id设置为6位char Password [8]; //密码为6位double Balance; //余额（2）确定类中的成员函数，题目要求中的从帐户取钱（withDraw）和向帐户存钱（deposit）两个函数。

在函数中需要另外还需要修改数据成员的函数等，特别注意各个函数的函数参数和函数类型。

此外还需要书写构造函数，为数据成员初始化。

可以参考如下代码进行设计：void setId(int i);void setPwd(char p[]);void setBalance (double m);double getBalance ();int getId();char * getPwd();int withDraw(double m);void deposit(double m);void display();（3）在此基础上，分别完成各个函数的定义。

从帐户取钱withDraw函数，在定义时注意要保证账户余额足够的情况下才能完成取钱操作，而向帐户存钱deposit函数一般不需要检查余额，具体见如下代码。

其他成员函数请大家自行完成定义。