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任務描述

相關知識

一、不同訪問屬性成員的訪問方式

?1. public成員

?2. private成員

?3. protected成員

二、觀察構造函數和析構函數的執行過程

1. 構造函數

2. 析構函數

三、學習類的組合使用方法

1. 類的組合概念

2. 實現示例

實驗步驟

測試說明

通關代碼

測試結果

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任務描述

本關任務：聲明一個簡單的Computer類，含有數據成員芯片（cpu）、內存（ram）、光驅（cdrom）等等，以及兩個公有成員函數run、stop。

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相關知識

為了完成本關任務，你需要掌握

1. 不同訪問屬性的成員的訪問方式
2. 構造函數和析構函數的執行過程
3. 類的組合使用方法

一、不同訪問屬性成員的訪問方式

訪問控制符：在 C++ 中，類的成員（包括數據成員和成員函數）可以有三種訪問控制符：public（公共的）、private（私有的）和protected（受保護的）。

?1.public成員：

可以在類的外部直接訪問。例如：

class MyClass {
public:int publicVariable;void publicFunction() {// 函數體}
};
int main() {MyClass obj;obj.publicVariable = 10;  // 直接訪問public數據成員obj.publicFunction();     // 直接調用public成員函數return 0;
}

?2.private成員：

只能在類的內部訪問。這是一種數據隱藏的機制，用于保護類的數據不被外部隨意修改。例如：

class MyClass {
private:int privateVariable;
public:void setPrivateVariable(int value) {privateVariable = value;  // 在類內部訪問private數據成員}int getPrivateVariable() {return privateVariable;   // 在類內部訪問private數據成員}
};
int main() {MyClass obj;// obj.privateVariable = 20;  // 錯誤，不能在類外部直接訪問private成員obj.setPrivateVariable(20);   // 通過public成員函數來間接訪問和修改private成員int value = obj.getPrivateVariable();return 0;
}

?3.protected成員：

它類似于private成員，在類的外部不能直接訪問。但是，protected成員可以在派生類（繼承該類的子類）中訪問。例如：

class BaseClass {
protected:int protectedVariable;
public:void setProtectedVariable(int value) {protectedVariable = value;}
};
class DerivedClass : public BaseClass {
public:void modifyProtectedVariable() {protectedVariable += 10;  // 在派生類中訪問基類的protected成員}
};
int main() {DerivedClass obj;// obj.protectedVariable = 30;  // 錯誤，不能在類外部直接訪問protected成員obj.setProtectedVariable(30);obj.modifyProtectedVariable();return 0;
}

二、觀察構造函數和析構函數的執行過程

1. 構造函數

• 定義和作用：構造函數是一種特殊的成員函數，它的名字與類名相同，沒有返回值類型（包括void）。它主要用于初始化類的對象。例如：

  class MyClass {
  public:int value;MyClass() {value = 0;  // 初始化數據成員}
  };
  

• 執行時機：當創建一個對象時，構造函數會自動被調用。例如：

  int main() {MyClass obj;  // 調用MyClass的默認構造函數return 0;
  }
  

• 重載構造函數：可以有多個構造函數，它們的參數列表不同，這稱為構造函數的重載。例如：

  class MyClass {
  public:int value;MyClass() {value = 0;}MyClass(int initValue) {value = initValue;}
  };
  int main() {MyClass obj1;      // 調用默認構造函數MyClass obj2(10);  // 調用帶參數的構造函數return 0;
  }
  

2. 析構函數

• 定義和作用：析構函數也是一種特殊的成員函數，它的名字是在類名前面加上~符號，沒有參數和返回值類型。它主要用于在對象銷毀時釋放資源，如動態分配的內存、打開的文件等。例如：

  class MyClass {
  public:int* dynamicArray;MyClass() {dynamicArray = new int[10];}~MyClass() {delete[] dynamicArray;  // 釋放動態分配的內存}
  };
  

• 執行時機：析構函數在對象的生命周期結束時自動被調用。如果對象是在棧上創建的，那么當對象所在的作用域結束時，析構函數就會被調用；如果對象是在堆上創建的（使用new創建），那么當使用delete刪除對象時，析構函數會被調用。例如：

  int main() {MyClass obj1;  // 在棧上創建對象，作用域結束時析構函數被調用MyClass* obj2 = new MyClass;// 使用obj2delete obj2;    // 使用delete時析構函數被調用return 0;
  }

三、學習類的組合使用方法

1. 類的組合概念

• 類的組合是指一個類的對象作為另一個類的數據成員。通過這種方式，可以將復雜的問題分解為多個簡單的類來實現，從而提高代碼的可維護性和復用性。例如，假設有一個Engine類表示汽車發動機，和一個Car類，Car類中包含一個Engine對象作為其數據成員來表示汽車有一個發動機。

2. 實現示例

• 首先定義Engine類：

  class Engine {
  public:void start() {// 啟動發動機的代碼std::cout << "Engine started." << std::endl;}void stop() {// 停止發動機的代碼std::cout << "Engine stopped." << std::endl;}
  };
  

• 然后定義Car類，其中包含Engine對象：

  class Car {
  private:Engine engine;
  public:void drive() {engine.start();// 汽車行駛的代碼std::cout << "Car is driving." << std::endl;}void park() {// 汽車停車的代碼engine.stop();}
  };
  

• 在main函數中使用：

  int main() {Car myCar;myCar.drive();myCar.park();return 0;
  }
  

• 在這個例子中，Car類組合了Engine類，Car類的對象myCar可以通過其內部的Engine對象engine來調用Engine類的成員函數start和stop，從而實現汽車的行駛和停車功能。

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實驗步驟

參考實驗指導書第四章的實驗步驟 4：

1. 聲明CPU類（可使用第二題中的CPU類）、RAM類、CDROM類。
2. 聲明Computer類：聲明私有數據成員cpu、ram、cdrom，聲明公有成員函數run、stop，可在其中輸出提示信息。
3. 在主程序中聲明一個Computer的對象，調用其成員函數，觀察類對象及其成員變量的構造與析構順序，以及成員函數的調用。

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測試說明

根據提示，在右側編輯器補充代碼，平臺會對你編寫的代碼進行測試。

預期輸出：

構造了一個Computer!
Computer開始運行!
CPU開始運行!
RAM開始運行!
CDROM開始運行!
Computer停止運行!
CPU停止運行!
RAM停止運行!
CDROM停止運行!
析構了一個Computer!

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通關代碼

#include <iostream>
using namespace std;class CPU
{
public:CPU (){}~CPU () {}void Run() {cout << "CPU開始運行!" << endl; }void Stop() {cout << "CPU停止運行!" << endl; }
};class RAM
{
public:RAM () {}~RAM () {}void Run() {cout << "RAM開始運行!" << endl; }void Stop() {cout << "RAM停止運行!" << endl; }
};class CDROM
{
public:CDROM () {}~CDROM () {}void Run() {cout << "CDROM開始運行!" << endl; }void Stop() {cout << "CDROM停止運行!" << endl; }
};class Computer
{
private:CPU cpu;RAM ram;CDROM cdrom;
public:Computer (CPU c, RAM r, CDROM cd){cpu = c;ram = r;cdrom = cd;cout << "構造了一個Computer!" << endl;}~Computer () {cout << "析構了一個Computer!"; }CPU GetCPU() const { return cpu; }RAM GetRAM() const { return ram; }CDROM GetCDROM() const {return cdrom; }void setCPU(CPU c) { cpu = c; }void setRAM(RAM r) { ram = r; }void setCDROM(CDROM cd) { cdrom = cd; }void Run() {cout << "Computer開始運行!" << endl;/********** Begin **********/cpu.Run();ram.Run();cdrom.Run();/********** End **********/}void Stop () {cout << "Computer停止運行!" << endl;/********** Begin **********/cpu.Stop();ram.Stop();cdrom.Stop();/********** End **********/}
};int main() {CPU c;RAM r;CDROM cd;Computer computer(c, r, cd);computer.Run();computer.Stop();
}

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測試結果