C++ 面向对象编程：设计圆类并重载运算符实现文件读写

本文将介绍基于 Point 类和 Plane 类设计圆类 Circle 的方法，并重载了 << 和 >> 运算符，实现了 Point 对象和 Circle 对象的文件读写操作。

Point 类结构说明

Point 类的数据成员包括：

私有数据成员：X 坐标 x (double 型)，Y 坐标 y (double 型)。

Point 类成员函数包括：

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。

Plane 类结构说明

Plane 类的成员函数包括：

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。

Circle 类结构说明

公有派生圆类 Circle 以点类 Point、平面图形类 Plane 为基类，Circle 类的结构说明如下：

Circle 类的数据成员包括：

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)。

Circle 类成员函数包括：

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>)
```

main(void) 说明

main(void) 的操作顺序描述如下：

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。

裁判测试程序样例

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
//点类Point
class Point
{
private:
    double x;
    double y;
public:
    Point(double xv=0,double yv=0);
    void setX(double xv);
    void setY(double yv);
    double getX() const;
    double getY() const;
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Point &p);
    friend istream & operator >> (istream &in, Point &p);
};
class Plane 
{
public:
    virtual double length()const=0;
    virtual double area()const=0;
};
//圆类Circle
class Circle:public Point,public Plane
{
private:
    double radius;
protected:
    static const double PI;
public:
    Circle(double xv=0,double yv=0,double r=0);
    void setR(double r);
    double getR() const;
    double area()const;
    double length()const;
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Circle &c);
    friend istream & operator >> (istream &in, Circle &c);
};

/*请在这里填写第一部分答案*/

void f(Plane  const &p)
{
    cout<<p.area()<<endl;
    cout<<p.length()<<endl;
}
//主函数
int main(void)
{
    double d1,d2;
    cin>>d1>>d2;
    Point p(d1,d2);
    Circle c;
    
/*请在这里填写第二部分答案*/

    f(c);
    return 0;
}
### 输入样例

1.0 2.1
### 输出样例

30.1907
19.4779

参考答案

// Point 类实现
class Point
{
private:
    double x;
    double y;
public:
    Point(double xv=0,double yv=0):x(xv), y(yv){}
    void setX(double xv){x = xv;}
    void setY(double yv){y = yv;}
    double getX() const{return x;}
    double getY() const{return y;}
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Point &p)
    {
        out<<'('<<p.x<<','<<p.y<<')';
        return out;
    }
    friend istream & operator >> (istream &in, Point &p)
    {
        char ch;
        in>>ch>>p.x>>ch>>p.y>>ch;
        return in;
    }
};

// Circle 类实现
class Circle:public Point,public Plane
{
private:
    double radius;
protected:
    static const double PI;
public:
    Circle(double xv=0,double yv=0,double r=0):Point(xv, yv), radius(r){}
    void setR(double r){radius = r;}
    double getR() const{return radius;}
    double area()const{return PI*radius*radius;}
    double length()const{return 2*PI*radius;}
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Circle &c)
    {
        out<<'('<<c.getX()<<','<<c.getY()<<')'<<','<<c.radius;
        return out;
    }
    friend istream & operator >> (istream &in, Circle &c)
    {
        char ch;
        double x, y, r;
        in>>ch>>x>>ch>>y>>ch>>ch>>r>>ch;
        c.setX(y); //将c的圆心X坐标设置为p的Y坐标
        c.setY(x); //将c的圆心Y坐标设置为p的X坐标
        c.setR(x+y); //将c的半径设置为p的Y坐标与X坐标的和
        return in;
    }
};
const double Circle::PI = 3.14159;

// main 函数实现
int main(void)
{
    double d1,d2;
    cin>>d1>>d2;
    Point p(d1,d2);
    Circle c;
    ofstream fout("s3.txt");
    fout<<p; //将p用<<写入文本文件s3.txt中。
    fout.close();
    ifstream fin("s3.txt");
    fin>>p; //将里面的数据读入到Point对象p中。
    fin.close();
    c.setX(p.getY()); //将c的圆心X坐标设置为p的Y坐标
    c.setY(p.getX()); //将c的圆心Y坐标设置为p的X坐标
    c.setR(p.getY()+p.getX()); //将c的半径设置为p的Y坐标与X坐标的和
    ofstream fout1("b3.dat", ios::binary); //二进制文件输出流，注意要加ios::binary
    fout1.write((char*)&c, sizeof(c)); //将设置好的c写入二进制文件b3.dat中。
    fout1.close();
    ifstream fin1("b3.dat", ios::binary); //二进制文件输入流，注意要加ios::binary
    fin1.read((char*)&c, sizeof(c)); //将里面的数据读入到Circle对象c中。
    fin1.close();
    f(c);
    return 0;
}