《C 课程设计》指导

《c++程序设计课程设计》指导。

1. 任务描述和需求分析。

用c++设计一个业务处理系统，其业务就是进行简单的几何计算：

输入圆的半径，计算并输出圆的周长和面积；

输入圆柱的半径和高，计算并输出圆柱的表面积和体积；

输入圆球的半径，计算并输出圆球的表面积和体积；

输入长方形的长和宽，计算并输出长方形的周长和面积；

输入长方体的长、宽和高，计算并输出长方体的表面积和体积。

系统启动时显示版本等信息。

希望大家首先一定要理解和明白我们这次实训的目的和意图：

学习和掌握c++面向对象的程序设计思想和方法。

因此，凡是没有采用c++面向对象的程序设计思想和方法来实现的都是不合格的。

为什么我们会选择如此简单的计算问题？

主要是希望大家把精力集中在实现方法上，而不是将注意力放在对问题本身的理解上。

2. 系统分析与设计。

通过分析，可以设计出完整的系统的总体框架和流程图。譬如，某银行综合业务系统的总体框架和流程图，如下图1。

为了方便设计和调试，可以先单独实现各功能模块。我们的系统没有“用户管理”等功能要求，因此，系统的总体框架可简化为图2。

2.1 分析与设计功能模块的总体框架和流程图。

单独实现“业务处理”的系统的总体框架和流程图如图3。

其中，创建各对象的函数返回指向对象的指针，并存入基类指针变量pshape中，该变量作为函数virtualviapointer的实参，由virtualviapointer函数实现统一的计算并输出。

当然，该图只是程序的一个框架结构，具体的程序还有很多细节需要补充，如释放动态创建的对象，输出计算结果后实现停顿以让用户看清结果等。

请同学们自己画出函数fncircle( )fncylinder( )fnsphere ( fnrectangle( )fncuboid( )的流程图。

2.2 分析与设计数据结构。

通过对任务⑴的分析，发现有5个对象：圆、圆柱、圆球、长方形和长方体。它们都可用相应的类来实现。

圆和长方形的输出都是周长和面积，圆柱、圆球、长方体的输出都是表面积和体积，即要计算输出的项是周长、面积和体积，对应于3个函数：circum()，area()，volume()。再加输出对象名称和对象属性的函数print(),可以构成一个包含公共接口的抽象类。

总共6个类。

由于所有计算与对象的位置无关，因此，圆和圆球的属性只有半径，圆柱的属性只有半径和高，长方形的属性只有长和宽，长方体的属性只有长、宽和高。若公共接口的抽象类为shape,则圆类circle继承shape,圆柱类cylinder继承circle，圆锥类cone继承cylinder；长方形类rectangle继承shape, 长方体类cuboid继承rectangle。它们的层次结构图如下。

类族的设计步骤：

1 设计基类shape

2 通过继承shape，设计圆类circle和长方形类rectangle

3 通过继承circle，设计圆柱类cylinder和圆球类sphere

4 通过继承rectangle，设计长方体类cuboid

5 通过继承cylinder，设计圆锥类cone

c++程序设计的思想精髓就是这样顺其自然地重用已有的**，在现有的基础上再加扩展，从而使程序设计和维护的代价大大减小，极大地提高了软件的生产率。

每个类的属性和方法（成员函数）如下：

基类shape泛指所有图形类，根本不知它是圆的还是方的，也不知它的大小，所以没有或没法确定它的数据成员。设计该类的目的是为整个类族提供一组公共的接口函数，并可利用虚函数这一多态机制实现统一的操作界面。

圆类circle对象的大小是由半径确定的，半径是圆类固有的属性，圆类的成员函数的计算处理都与它有关，所以必须将它作为数据成员，与成员函数封装在一起，构成圆类。

没有真正理解c++程序设计思想精髓的人会把它切割下来，放到基类shape中作为数据成员。这种认识错误体现在程序设计中就会影响类的扩展性和维护性。即使程序最终也能实现需要的功能，但在程序设计思想上那也是犯了根本性的错误，说明对类的继承与派生这一核心问题还没有真正理解。

圆柱类通过继承圆类可简化为：

没有要求设计圆锥类，故可省略）

圆锥类通过继承圆柱类可简化为：

圆球类通过继承圆类可简化为：

注意：类名中的字母l别打成数字1。全部打成数字1不会出错，但若有的地方是字母l，有的地方是数字1，则编译、连接时肯定会出错。

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