C++编程学习笔记 复习/拾遗 4

类和对象应用

基于项目的多文件管理

1. 将类的设计与类的使用分离

类定义与main函数（类测试） 不在一个文件中。

2. 将类的声明和类的成员函数实现分离

类定义与成员函数定义
不在一个文件中

优点：
便于分工合作
便于软件的维护。

例5.1：设计一个圆类，并计算圆的面积

//类的定义（Circle.h文件）
class Circle
{
	public:
		Circle(double a=0);
		double Area();	
	protected:
		double r;
};

//类的成员函数实现（ Circle.cpp文件）
#include   "Circle.h"
Circle::Circle(double a)
{
	r=a;
}
double Circle::Area()
{
	return 3.14*r*r;
}

// 主函数（main.cpp文件）
#include <iostream>
#include "Circle.h"
using namespace std;
int main()
{
	 Circle c(5);
	 cout<<c.Area()<<endl; 	
    return 0;
}
 

步骤

1、创建一个控制台类型的项目L5.1,带一个main.cpp文件，其内容是main函数
2、在L5.1工程中为circle类创建2个文件（circle.h和circle.cpp文件）
1）在项目管理面板的项目名L5.1上右键单击，选择新建文件，添加新文件,如图所示。

注意手动操作，新建的文件与项目文件要保存在同一个目录下。

2）文件->新建->新建一个类，或者查看类面板上右键单击，选择新建类，如图所示：

系统自动加了框架代码。

1. 输入类名circle
2. 输入构造函数参数
3. 勾选创建构造函数
4. 默认文件名circle.cpp及circle.h
5. 单击新建类的对话框中的创建按钮，即为circle类创建了2个文件

最后按照例5.1代码所在文件情况，依次添加到相应位置：

实例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class student
{
public:
	void output();
	void set(const string &p,int i,double x,double y)//[4]
	{	name=p;	num=i;	m_c=x;	m_math=y;}
	double jstotal()//[5]
	{	return m_c+m_math;	}
	student(const string &p="wang",int i=1,double x=0,double y=0)//[7]
	{	name=p;	num=i;	m_c=x;	m_math=y;}
private:
	string name;//姓名
	int num ; //学号
	double m_c;//语文成绩
	double m_math;//数学成绩
};
void student::output()
{
cout<<"姓名:"<<name<<","<<"学号:"<< num<<","
<<"语文:"<< m_c<<","<<"数学:"<< m_math <<endl;//[4]
}
int main()
{
	//string x("wang");//等价于string x="wang";
	//student s;//[1]定义对象
	//s.set(x,1,85.5);//[2]设置学生数据
	//s.output();//[3]输出学生数据
	//s.set(x,1,92.1);//[4]修改学生成绩数据
	//cout<<"总成绩:"<<s.jstotal()<<endl;//[6]
	student t;//[8]定义对象t
	t.output();//[8]输出学生数据
	cout<<"总成绩:"<<t.jstotal()<<endl;//[8]
	student z("liuxiang",2,100,95);//定义对象z
	z.output(); 
	cout<<"总成绩:"<<z.jstotal()<<endl;
	return 0;
}

student.h：类定义

#include <string>
using namespace std;
class student
{
	public:
	void output();
	void set(const string &p,int i,double x,double y);
	double jstotal();
	student(const string &p="wang",int i=1,double x=0,double y=0);
	protected:
	string name;//姓名
	int num ; //学号
	double m_c;//语文成绩
	double m_math;//数学成绩
};

student.cpp：成员函数定义

#include "student.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void student::output()
{
cout<<"姓名:"<<name<<","<<"学号:"<< num<<","
<<"语文:"<< m_c<<","<<"数学:"<< m_math <<endl;//[4]
}
void student::set(const string &p,int i,double x,double y)//[4]
{	name=p;	num=i;	m_c=x;	m_math=y;}

double student::jstotal()//[5]
{	return m_c+m_math;	}

student::student(const string &p,int i,double x,double y)//[7]
{	name=p;	num=i;	m_c=x;	m_math=y;}

项目：main.cpp：类测试

#include <iostream>
#include <string>
#include "student.h"
using namespace std;
int main() {
	//string x("wang");//等价于string x="wang";
	//student s;//[1]定义对象
	//s.set(x,1,85.5);//[2]设置学生数据
	//s.output();//[3]输出学生数据
	//s.set(x,1,92.1);//[4]修改学生成绩数据	
	//cout<<"总成绩:"<<s.jstotal()<<endl;//[6]
	student t;//[8]定义对象t
	t.output();//[8]输出学生数据
	cout<<"总成绩:"<<t.jstotal()<<endl;//[8]
	student z("liuxiang",2,100,95);//定义对象z
	z.output(); 
	cout<<"总成绩:"<<z.jstotal()<<endl;
	return 0;
}

系统这些头文件中的内容包含是因为系统这些头文件中的内容包含ifndef或者#pragma once，该宏就是为了避免同一个头文件被include多次时，不会出现重定义的错误。

输入/输出流类的继承层次结构

iostream类库提供了数百种I/O功能，其接口部分分别包含在几个头文件中:
无格式I/O和格式化I/O：头文件iostream

格式化I/O ：包含头文件iomanip

文件处理操作 ：包含头文件fstream

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注意：iostream属于多继承

文件操作

• 文件和流
  
  C++把每一个文件都看成一个有序的字节流，对文件的操作可采用与输入输出流相关的方法。

头文件fstream包含了流类ifstream(从文件输入)、ofstream(向文件输出)和fstream(从文件输入／输出)的定义。

• 文件的处理由三个步骤组成：打开文件，读写，关闭文件。

1. 打开文件，两种方法：

1）先建立文件流对象，再调用成员函数open()将它与某一个文件关联 ifstream infile; // 输入文件流对象
infile.open(“a.txt”); infile.open(“a.dat”,ios::binary); //打开读二进制文件
2）在建立文件流对象的同时通过构造函数来打开文件。如：
ifstream infile (“a.txt”)；
ifstream outfile(“a.dat”，ios::binary)；//打开读二进制文件 测试文件是否被正确打开的方法如下： if ( ! infile) { … // 处理文件打开失败情况的代码 }

2. 关闭文件：成员函数close()

   infile.close( )；//等价于if(!infile.is_open())或if(!infile.fail())

---

1. 打开文件，两种方法：
   1）先建立文件流对象，再调用成员函数open()将它与某一个文件关联
   ofstream outfile; // 输出文件流对象
   outfile.open("a.txt ");
   outfile.open(“a.txt”,ios::binary); //打开写二进制文件
   2）在建立文件流对象的同时通过构造函数来打开文件。如：
   ofstream outfile (“a.txt”)；
   ofstream outfile(“a.dat”，ios::binary)；//打开写二进制文件
   测试文件是否被正确打开的方法如下：
   if ( ! outfile)
   { …// 处理文件打开失败情况的代码
   }
2. 关闭文件：成员函数close()
   outfile.close( )；//等价于if(!outfile.is_open())或if(!outfile.fail())

---

1. 打开文件，两种方法：
   1）先建立文件流对象，再调用成员函数open()将它与某一个文件关联
   fstream iofile; // 输入输出文件流对象
   iofile.open(文件名,文件打开方式);//不能省略
   2）在建立文件流对象的同时通过构造函数来打开文件。文件打开方式不能省略。如下：
   fstream iofile(文件名, ios::in);//读文本文件
   fstream iofile(文件名, ios::out);//写文本文件
   fstream iofile(文件名, ios::in|ios::binary);//读二进制文件
   fstream iofile(文件名, ios::out|ios::binary);//写二进制文件
   测试文件是否被正确打开的方法如下：
   if ( ! iofile)
   { … // 处理文件打开失败情况的代码
   }
2. 关闭文件：成员函数close()
   iofile.close( )；//等价于if(!iofile.is_open())或if(!iofile.fail())

---

文本文件的读写

使用插入与提取运算符对文本文件进行读写

---

例5.3：写文本文件示例

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
	ofstream outfile("d:\\grade.txt");
	//等价于：fstream outfile("d:\\grade.txt",ios::out);
	//写文本文件

	if(!outfile)	
	{	
		cout << "文件打开失败！"<<endl;
		return 1;	
	}
	outfile << "程序设计" << "  " << 95 << endl;
	outfile << "大学英语" << "  " << 90.5 << endl;
	outfile << "高等数学" << "  " << 93 << endl;
	outfile << "普通物理" << "  " << 87.5 << endl;
	outfile.close();
	return 0;			
} 

例5.4：读文本文件示例

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{	ifstream infile("d:\\grade.txt");
//等价于：fstream infile(“d:\\grade.txt”,ios::in);
//读文本文件

	if(!infile)
	{	
		cout << "文件打开失败！"<<endl;
		return 1;	
	}
	char course[20];
	float score;
	infile >> course >> score;
	cout << course << "  " << score << endl;
	infile >> course >> score;
	cout << course << "  " << score << endl;
	infile >> course >> score;
	cout << course << "  " << score << endl;
	infile >> course >> score;
	cout << course << "  " << score << endl;
	infile.close();
	return 0;
} 

例5.5 使用成员函数get()完成读文本文件操作

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
	char ch;
	int count=0;		// 计数器
	ifstream infile("d:\\grade.txt");
	//等价于：fstream infile("d:\\grade.txt",ios::in);
	//读文本文件

	if(!infile)
	{	
		cout << "文件打开失败"<<endl;
		return 1;
	}
	while(!infile.eof( ))  	
	{
		infile.get(ch);		// 从文件流中读入下一个字符
		cout<<ch;		// 屏幕输出从文件中读入的字符
		if(ch>='0' && ch<='9') count++;  // 若是数字字符，计数器加1
	}
	cout<<endl<<"文件中共有数字字符:"<<count<<"个。"<<endl;
	infile.close();
	return 0;
} 

例5.6： 打开一个由若干个整数组成的文本文件“number.txt”，找出其中所有的质数并存入另一个文本文件“prime.txt”中。

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int isprime(int a) 		// 素数判别函数
{	for(int i=2; i<=a/2; i++)
		if(a%i == 0) return 0; 
	return 1;
}
int main()
{	ifstream infile("number.txt");
	ofstream outfile("prime.txt");
	if(!infile || !outfile)
	{	cout << "文件打开失败！"<<endl;
		return 1;	
	}
	int num;
	while(!infile.eof() )		
	{	infile>>num;
		if(isprime(num)) outfile<<num<<"  ";
	}	
	infile.close();
	outfile.close();
	return 0;
} 

二进制文件

二进制文件以位（bit）为单位，整个文件是由0和1组成的无格式的原始数据序列。在二进制方式下的输入输出过程中，系统不对数据进行任何转换。
文本文件以字节（byte）为单位，整个文件实际保存的是一串ASCII字符。可用文字处理器进行编辑。在文本方式下的输入输出过程中，系统进行字符转换。

二进制文件读写

二进制文件的读写比文本文件复杂，不能用插入或提取符。

①put()函数向流写入一个字符，其原型是ofstream &put(char ch)，使用也比较简单，如file1.put(‘c’);就是向流写一个字符’c’。
②get()函数从流读入字符或者字符串，比较灵活，有3种常用的重载形式。
③读写数据块　　要读写二进制数据块，使用成员函数read()和write()成员函数，它们原型如下：

　read(unsigned char *buf,int num);　　　　
　write(const unsigned char *buf,int num);

read()从文件中读取 num 个字符到 buf 指向的缓存中
write() 从buf 指向的缓存写 num 个字符到文件中

// 例5.7：二进制文件拷贝的程序
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{	char s[50], d[50];
	cout<<"请输入准备复制的文件名（含后缀名）：";
	cin>>s;
	cout<<"请输入新生成的文件名（含后缀名）：";
	cin>>d;
	ifstream infile(s, ios::binary);
	ofstream outfile(d, ios::binary);
	if(!infile || !outfile)
	{	cout << "文件打开失败！"<<endl;
		return 1;	
	}
	int num;
	while(!infile.eof() )		
	{	infile.read ((char*)&num,sizeof(num));// 成员函数read( )用于从输入流中读取一个整数
		outfile.write((char*)&num,sizeof(num));// 成员函数write( )将读入的整数num写到输出流中
	}
	infile.close();
	outfile.close();
	return 0;
}