C++ 面向对象编程：基于 Point 类和 Plane 类设计圆类 Circle 并实现运算符重载和文件读写

1. Point 类

类结构说明：

数据成员：
- 私有数据成员：X 坐标 x (double 型)，Y 坐标 y (double 型)。
成员函数：
- 有参构造函数 Point(double, double)，其中参数分别为 X 坐标和 Y 坐标，默认值均为 0。
- 公有函数成员 void setX(double) 和 double getX() const 分别返回和设置 X 坐标。
- 公有函数成员 void setY(double) 和 double getY() const 分别返回和设置 Y 坐标。
- 重载运算符 << 以实现 Point 对象的格式输出，输出格式要求：
```
(<X坐标>,<Y坐标>)
```
  例如：(1.0,2.0) 等。
- 重载运算符 >> 以实现 Point 对象的格式输入，输入格式要求：
```
(<X坐标>,<Y坐标>)
```
  例如：(1.0,2.0) 等。

2. Plane 类

类结构说明：

成员函数：
- 纯虚函数 virtual double length()const 用于计算平面图形的周长。
- 纯虚函数 virtual double area()const 用于计算平面图形的面积。

3. Circle 类

类结构说明：

继承： 公有派生圆类 Circle 以点类 Point、平面图形类 Plane 为基类。
数据成员：
- 圆心坐标继承自 Point 类。
- 保护静态数据常量 PI (double 型)，其值为 3.14159。
- 私有数据成员：半径 radius (double 型)。
成员函数：
- 有参构造函数 Circle(double, double, double)，其中函数参数包括圆心坐标和半径，圆心调用 Point 类构造函数进行构造，各参数默认值为 0。
- 公有函数成员 void setR(double) 和 double getR()const 分别返回和设置 radius。
- 重载 double area()const 用于计算圆的面积。
- 重载 double length()const 用于计算圆的周长。
- 重载运算符 << 以实现 Circle 对象的格式输出，输出格式要求：
```
((<X坐标>,<Y坐标>),<半径>)
```
  例如：((1.0,2.0),3.0) 等。
- 重载运算符 >> 以实现 Circle 对象的格式输入，输入格式要求：
```
((<X坐标>,<Y坐标>),<半径>)
```

4. main(void) 函数

操作顺序：

首先已输入的 d1、d2 来构造 Point 对象 p，并将 p 用 << 写入文本文件 s3.txt 中。
再将文本文件 s3.txt 打开，应用 >> 操作将里面的数据读入到 Point 对象 p 中。
利用 Point 对象 p 的数据设置 Circle 对象 c，设置要求：将 c 的圆心 X 坐标设置为 p 的 Y 坐标，将 c 的圆心 Y 坐标设置为 p 的 X 坐标，将 c 的半径设置为 p 的 Y 坐标与 X 坐标的和。并将设置好的 c 写入二进制文件 b3.dat 中。
再将二进制文件 b3.dat 打开，将里面的数据读入到 Circle 对象 c 中。
最后以 c 对象为参数调用 f 函数。

5. 代码示例

// Point 类定义
class Point {
private:
  double x, y;
public:
  Point(double _x = 0, double _y = 0) : x(_x), y(_y) {}
  void setX(double _x) { x = _x; }
  double getX() const { return x; }
  void setY(double _y) { y = _y; }
  double getY() const { return y; }
  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Point& p) {
    out << '(' << p.x << ',' << p.y << ')';
    return out;
  }
  friend std::istream& operator>>(std::istream& in, Point& p) {
    char c;
    in >> c >> p.x >> c >> p.y >> c;
    return in;
  }
};

// Plane 类定义
class Plane {
public:
  virtual double length() const = 0;
  virtual double area() const = 0;
};

// Circle 类定义
class Circle : public Point, public Plane {
protected:
  static const double PI = 3.14159;
private:
  double radius;
public:
  Circle(double _x = 0, double _y = 0, double _radius = 0) : Point(_x, _y), radius(_radius) {}
  void setR(double _radius) { radius = _radius; }
  double getR() const { return radius; }
  double area() const override { return PI * radius * radius; }
  double length() const override { return 2 * PI * radius; }
  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Circle& c) {
    out << '((' << c.getX() << ',' << c.getY() << '),' << c.radius << ')';
    return out;
  }
  friend std::istream& operator>>(std::istream& in, Circle& c) {
    char c1, c2;
    in >> c1 >> c.getX() >> c1 >> c.getY() >> c1 >> c.radius >> c2;
    return in;
  }
};

// main 函数
int main() {
  double d1, d2;
  std::cout << '请输入 Point 对象的坐标 (x, y)：';
  std::cin >> d1 >> d2;
  Point p(d1, d2);

  // 将 Point 对象写入文本文件
  std::ofstream outfile('s3.txt');
  outfile << p;
  outfile.close();

  // 从文本文件读取 Point 对象
  std::ifstream infile('s3.txt');
  infile >> p;
  infile.close();

  // 设置 Circle 对象
  Circle c(p.getY(), p.getX(), p.getY() + p.getX());

  // 将 Circle 对象写入二进制文件
  std::ofstream outfile2('b3.dat', std::ios::binary);
  outfile2.write(reinterpret_cast<char*>(&c), sizeof(c));
  outfile2.close();

  // 从二进制文件读取 Circle 对象
  std::ifstream infile2('b3.dat', std::ios::binary);
  infile2.read(reinterpret_cast<char*>(&c), sizeof(c));
  infile2.close();

  // 调用 f 函数
  // ...

  return 0;
}

6. 总结

本示例展示了如何使用 C++ 面向对象编程设计一个 Circle 类，该类继承自 Point 类和 Plane 类，并重载了 << 和 >> 运算符以方便对象输入输出。此外，示例还展示了如何使用文件读写操作来存储和读取 Point 和 Circle 对象。

C++ 面向对象编程：基于 Point 类和 Plane 类设计圆类 Circle 并实现运算符重载和文件读写