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C++：抽象类习题

article 2025/2/3 17:23:18

题目内容：

求正方体、球、圆柱的表面积，抽象出一个公共的基类Container为抽象类，在其中定义一个公共的数据成员radius(此数据可以作为正方形的边长、球的半径、圆柱体底面圆半径)，以及求表面积的纯虚函数area()。由此抽象类派生出要描述的三个类，利用基类指针和虚函数，分别计算三种图形的表面积。

输出样例如图：

代码如下：

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

class Container
{
protected:
    double radius;
public:
    Container(double r) : radius(r) {}
    virtual double area() = 0;
};

class Square : public Container
{
public:
    Square(double r) : Container(r) {}
    double area()
    {
        return 6 * radius * radius;
    }
};

class Ball : public Container
{
public:
    Ball(double r) : Container(r) {}
    double area()
    {
        return 4 * 3.14 * radius * radius;
    }
};

class Cylinder : public Container
{
private:
    double height;
public:
    Cylinder(double r, double h) : Container(r), height(h) {}
    double area()
    {
        return 2 * 3.14 * radius * (radius + height);
    }
};

int main()
{
    Square cube(3.0);
    Ball sphere(4.0);
    Cylinder cylinder(5.0, 6.0);

    cout << "正方体面积为: " << cube.area() << endl;
    cout << "球面积为: " << sphere.area() << endl;
    cout << "圆柱体面积为: " << cylinder.area() << endl;
    return 0;
}

这段 C++ 代码定义了一个抽象基类Container，以及它的三个派生类Square（正方体）、Ball（球）和Cylinder（圆柱体），用于计算这三种几何体的表面积。最后在main函数中创建了这三种几何体的对象，并输出它们的表面积。以下是对代码的详细解释：

1. 抽象基类Container的定义

protected: double radius;：定义一个受保护的成员变量radius，用于存储几何体的相关半径信息。受保护的成员变量可以在派生类中访问。
Container(double r) : radius(r) {}：构造函数，用于初始化radius成员变量。
virtual double area() = 0;：纯虚函数，用于计算几何体的表面积。由于它是纯虚函数，所以Container类是抽象类，不能实例化对象。派生类必须实现这个函数。

2. 派生类Square的定义

class Square : public Container：Square类继承自Container类，使用public继承方式，意味着基类的public和protected成员在派生类中保持原有的访问权限。
Square(double r) : Container(r) {}：构造函数，调用基类的构造函数来初始化radius成员变量。
double area()：实现基类的纯虚函数area()，用于计算正方体的表面积。

3. 派生类Ball的定义

class Ball : public Container：Ball类继承自Container类。
Ball(double r) : Container(r) {}：构造函数，调用基类的构造函数来初始化radius成员变量。
double area()：实现基类的纯虚函数area()，用于计算球的表面积。

4. 派生类Cylinder的定义

class Cylinder : public Container：Cylinder类继承自Container类。
private: double height;：定义一个私有成员变量height，用于存储圆柱体的高度。
Cylinder(double r, double h) : Container(r), height(h) {}：构造函数，调用基类的构造函数来初始化radius成员变量，并初始化height成员变量。
double area()：实现基类的纯虚函数area()，用于计算圆柱体的表面积。

5. 主函数

创建Square、Ball和Cylinder类的对象，并分别初始化它们的半径和高度。
调用每个对象的area()函数计算表面积，并使用cout输出结果。