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C++：多继承习题5

article 2025/1/31 22:29:40

题目内容：

先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)。以它为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员r(半径)，再以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类，再增加数据成员h(高)。要求编写程序，重载运算符“<<”和“>>”，使之能用于输出以上类对象。

输出样例如下：

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
protected:
    double x;
    double y;

public:
    Point(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p)
    {
        os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";
        return os;
    }

    friend istream& operator>>(istream& is, Point& p)
    {
        is >> p.x >> p.y;
        return is;
    }
};

class Circle : public Point
{
protected:
    double r;

public:
    Circle(double r = 0) : r(r) {}

    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Circle& c)
    {
        os << *static_cast<const Point*>(&c) << " 半径: " << c.r;
        return os;
    }

    friend istream& operator>>(istream& is, Circle& c)
    {
        is >> *static_cast<Point*>(&c) >> c.r;
        return is;
    }
};

class Cylinder : public Circle
{
private:
    double h;

public:
    Cylinder(double h = 0) : h(h) {}

    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Cylinder& cyl)
    {
        os << *static_cast<const Circle*>(&cyl) << " 高: " << cyl.h;
        return os;
    }

    friend istream& operator>>(istream& is, Cylinder& cyl)
    {
        is >> *static_cast<Circle*>(&cyl) >> cyl.h;
        return is;
    }
};

int main()
{
    Point point(1.0, 2.0);
    Circle circle(3.0);
    Cylinder cylinder(4.0);

    cout << "Point: " << point << endl;
    cout << "circle: " << "圆心" << circle << endl;
    cout << "Cylinder: " << cylinder << endl;

    cin >> point >> circle >> cylinder;

    cout << "Read Point: " << point << endl;
    cout << "Read Circle: " << circle << endl;
    cout << "Read Cylinder: " << cylinder << endl;

    return 0;
}

这段 C++ 代码定义了三个类：Point（点）、Circle（圆）和Cylinder（圆柱体），它们之间存在继承关系，并且重载了输入输出运算符，方便对象的输入和输出操作。以下是对代码的详细解释：

1. Point类的定义

成员变量：
x 和 y：分别表示点的横坐标和纵坐标，使用protected访问修饰符，允许派生类直接访问。

构造函数：
Point(double x = 0, double y = 0)：带默认参数的构造函数，用于初始化点的坐标。

重载输出运算符 <<：
以 (x, y) 的格式输出点的坐标。

重载输入运算符 >>：
从输入流中读取两个double类型的值，分别赋值给 x 和 y。

2. Circle类的定义

继承关系：
Circle 类继承自 Point 类，意味着 Circle 类拥有 Point 类的所有成员（x 和 y），可以将圆心看作一个点。

成员变量：
r：表示圆的半径，使用protected访问修饰符。

构造函数：
Circle(double r = 0)：带默认参数的构造函数，用于初始化圆的半径。

重载输出运算符 <<：
先输出圆心的坐标（通过 static_cast 将 Circle 对象转换为 Point 对象），然后输出圆的半径。

重载输入运算符 >>：
先从输入流中读取圆心的坐标（通过 static_cast 将 Circle 对象转换为 Point 对象），然后读取圆的半径。

3. Cylinder类的定义

继承关系：
Cylinder 类继承自 Circle 类，意味着 Cylinder 类拥有 Circle 类的所有成员（x、y 和 r）。

成员变量：
h：表示圆柱体的高，使用private访问修饰符。

构造函数：
Cylinder(double h = 0)：带默认参数的构造函数，用于初始化圆柱体的高。

重载输出运算符 <<：
先输出圆的信息（通过 static_cast 将 Cylinder 对象转换为 Circle 对象），然后输出圆柱体的高。

重载输入运算符 >>：
先从输入流中读取圆的信息（通过 static_cast 将 Cylinder 对象转换为 Circle 对象），然后读取圆柱体的高。

4. 主函数

创建 Point、Circle 和 Cylinder 类的对象，并初始化它们的值。
输出这些对象的初始值。
从标准输入读取新的值，分别赋值给 point、circle 和 cylinder 对象。
输出这些对象的新值。

这段代码通过继承关系构建了一个类层次结构，并且重载了输入输出运算符，使得对象的输入和输出更加方便和直观。