ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
Факультет инфокоммуникационных сетей и систем
Кафедра сетей связи и передачи данных
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
«КЛАССЫ»
по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование»
Выполнили:
студент 2-го курса
дневного отделения
группы ИКПИ-92
Козлов Никита
Санкт-Петербург
2020
Постановка задачи
Цель настоящей работы состоит в ознакомлении студента с правилами организации классов, принятыми при программировании на языке С++. В процессе выполнения настоящей работы каждый студент должен разработать два класса и написать тестовые программы для демонстрации их работоспособности.
Вариант задачи
Номер |
Задачи |
13 |
1 и 16 |
Задачи
Математический вектор
В математике широко используется понятие вектора. В этом
разделе приводятся формулировки двух задач, которые отличаются
требованиями к реализации разрабатываемого вектора. Над
объектами разрабатываемого класса в каждой из этих задач должны
быть предусмотрены следующие основные операции:
- сложение векторов,
- вычитание векторов,
- вычисление скалярного произведения векторов,
- вычисление длины вектора.
Математический вектор реализуется на основе статического
массива. Тип элементов, хранящихся в массиве, выбирается
студентом самостоятельно. Класс должен содержать поле для
хранения размерности вектора.
Комплексные числа
В этих задачах требуется разработать класс, обеспечивающий работу с комплексными числами. Задачи отличаются своей реализацией. В задаче 15 реализация должна содержать два поля, определяющие соответственно действительную и мнимую часть комплексного числа. В задаче 16 реализация должна содержать три поля. Первое и втрое поле должны задавать само комплексное число (его действительную и мнимую части), а последнее поле должно содержать модуль комплексного числа. Разработанный класс(Complex) должен обеспечить выполнение следующих операций:
- сложение,
- вычитание,
- умножение,
- деление,
- вывод комплексного числа на экран дисплея.
Код программы
Файл comandSource.h
#pragma once
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <initializer_list>
#include <assert.h>
//#include <stdexcept>
using namespace std;
namespace mth
{
// Classes
#pragma region Class Vector
/// <summary>
/// Math Vector
/// </summary>
template <typename T>
class Vector
{
private:
size_t length = 0; // length of array
T* buffer = NULL; // array eq to null pointer
public:
Vector(); // Default constructor
Vector(const Vector& r); // Copy constuctor
Vector(int _length); // Constructor with given length
~Vector() { delete[] buffer; buffer = NULL; }; // Destructor
void print(); // Print each element of Vector array
size_t len(void) { return length; } // Returns legth of Vector array
template<typename U> friend U dot_product(const Vector<U>& v1, const Vector<U>& v2);
Vector operator = (const Vector& source);
Vector operator + (const Vector& other);
T& operator [] (const size_t index);
template<typename U> friend Vector<U> operator-(const Vector<U>& v1, const Vector<U>& v2);
};
#pragma endregion
#pragma region Class Complex
/// <summary>
/// Complex digit
/// </summary>
class Complex
{
private:
double reValue;
double iValue;
double r;
public:
Complex(double re, double ir); // Copplex digit constructor
~Complex() { reValue = 0, iValue = 0, r = 0; }; // Complex deconstructor
// All operator are reloaded in commandSource.cpp file
friend Complex operator + (const Complex& arg1, const Complex& arg2);
friend Complex operator - (const Complex& arg1, const Complex& arg2);
friend Complex operator * (const Complex& arg1, const Complex& arg2);
friend Complex operator / (const Complex& arg1, const Complex& arg2);
void print(); // Print function
double mod(); // Return module of Complex digit
};
#pragma endregion
// Objects
#pragma region Vector objects
template <class T> Vector<T>::Vector()
{
Vector(20);
}
template <typename T> Vector<T>::Vector(int _length):length(_length)
{
buffer = new T[length];
for (size_t i = 0; i < length; i++)
buffer[i] = 0;
}
template <class T> Vector<T>::Vector(const Vector & arg):length(arg.length)
{
buffer = new T[this->length];
for (size_t i = 0; i < arg.length; i++)
buffer[i] = arg.buffer[i];
}
template<class T> void Vector<T>::print()
{
cout << "{ ";
for (size_t i = 0; i < this->length; i++)
cout << "'" << buffer[i] << "' ";
cout << "}\n";
}
template<typename U> U dot_product(const Vector<U>& v1, const Vector<U>& v2)
{
U res = 0;
assert(v1.length == v2.length && "The arrays lengths must be equal");
for (size_t i = 0; i < v1.length; ++i)
res += v1.buffer[i] * v2.buffer[i];
return res;
}
#pragma endregion
// Operators
#pragma region Vector operators
template<typename T>
Vector<T> Vector<T>::operator=(const Vector& source)
{
length = source.length;
buffer = new T[length];
for (size_t i = 0; i < length; i++)
buffer[i] = source.buffer[i];
return *this;
}
template <typename T>
Vector<T> Vector<T>::operator+(const Vector& arg)
{
if (length != arg.length)
{
cout << "[ERROR] vectors doesn't match by size" << endl;
exit(1);
}
Vector<T>temp(length);
for (size_t i = 0; i < length; i++)
temp.buffer[i] = buffer[i] + arg.buffer[i];
return temp;
}
template<typename T>
T& Vector<T>::operator[](const size_t index)
{
assert(index >= 0 && index < length && "Invalid array index");
return buffer[index];
}
template<typename U>
Vector<U> operator-(const Vector<U>& v1, const Vector<U>& v2)
{
assert(v1.length == v2.length && "The array lengths must be equal");
Vector<U> temp(v1.length);
for (size_t i = 0; i < v1.length; i++)
temp.buffer[i] = v1.buffer[i] - v2.buffer[i];
return temp;
}
#pragma endregion
}
Файл comandSource.cpp
#include "comandSource.h"
#pragma region Complex objects
mth::Complex::Complex(double re, double ir) :reValue(re), iValue(ir)
{
r = sqrt(pow(reValue, 2) + pow(iValue, 2));
}
void mth::Complex::print()
{
cout << reValue << "+" << iValue << "i" << endl;
}
double mth::Complex::mod()
{
return r;
}
#pragma endregion
#pragma region Complex operators
mth::Complex mth::operator + (const Complex& arg1, const Complex& arg2)
{
return Complex(arg1.reValue + arg2.reValue, arg1.iValue + arg2.iValue);
}
mth::Complex mth::operator - (const Complex& arg1, const Complex& arg2)
{
return Complex(arg1.reValue - arg2.reValue, arg1.iValue - arg2.iValue);
}
mth::Complex mth::operator * (const Complex& arg1, const Complex& arg2)
{
return Complex(arg1.reValue * arg2.reValue - arg1.iValue * arg2.iValue, arg1.reValue * arg2.iValue + arg1.iValue * arg2.reValue);
}
mth::Complex mth::operator / (const Complex& arg1, const Complex& arg2)
{
return Complex((arg1.reValue * arg2.reValue + arg1.iValue * arg2.iValue)/pow(arg2.reValue, 2) + pow(arg2.iValue, 2),
(arg1.iValue * arg2.reValue - arg1.reValue * arg2.iValue)/pow(arg2.reValue, 2) + pow(arg2.iValue, 2));
}
#pragma endregion
Файл main.cpp
#include "comandSource.h"
void main()
{
mth::Complex it(2, 3);
mth::Complex is(3, 5);
mth::Complex op(0,0);
op = it + is;
op.print();
op = is - op;
op.print();
op = it * op;
op.print();
op = is / op;
op.print();
mth::Vector<int> Va(3);
mth::Vector<int> Vb(3);
mth::Vector<int> Vc(3);
cout << Va.len() << endl;
cout << Vb.len() << endl;
cout << Vc.len() << endl;
Va[0] = 2;
Va[1] = 4;
Va[2] = 6;
Vb[0] = 4;
Vb[1] = 3;
Vb[2] = 1;
Vc = Va + Vb;
Vc.print();
Vc = Va - Vb;
Vc.print();
}
Работа программы
