C++ 面向对象编程：基于 Point 类和 Plane 类设计圆类 Circle 并重载运算符

基于 Point 类及平面基类 Plane 类，设计圆类 Circle，并为 Point 类和 Circle 重载实现 << 和 >> 运算符，main(void) 函数实现 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： ① 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： ① 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。 ② 公有函数成员 void setX(double) 和 double getX() const 分别返回和设置 X 坐标。 ③ 公有函数成员 void setY(double) 和 double getY() const 分别返回和设置 Y 坐标。 ④ 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。 ⑤ 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： ① 纯虚函数 virtual double length()const 用于计算平面图形的周长。 ② 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： ① 圆心坐标继承自 Point 类。 ② 保护静态数据常量 PI(double 型)，其值为 3.14159。 ③ 私有数据成员：半径 radius(double 型)。 Circle 类成员函数包括： ① 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。 ② 公有函数成员 void setR(double) 和 double getR()const 分别返回和设置 radius。 ③ 重载 double area()const 用于计算圆的面积。 ④ 重载 double length()const 用于计算圆的周长。 ⑤ 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。 ⑥ 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： ① 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。 ② 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。 ③ 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。 ④ 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。 ⑤ 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);/*构造函数*/
    void setX(double xv);          /*设置X坐标*/
    void setY(double yv);          /*设置Y坐标*/
    double getX() const;           /*获取X坐标*/
    double getY() const;           /*获取Y坐标*/
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Point &p); //运算符<<重载
    friend istream & operator >> (istream &in, Point &p); //运算符>>重载
};
class Plane /*平面图形基类*/
{
public:
    virtual double length()const=0;/*周长*/
    virtual double area()const=0;  /*面积*/
};
//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);/*构造函数*/
    void setR(double r);                       /*设置半径*/
    double getR() const;                       /*获取半径*/
    double area()const;                        /*面积*/
    double length()const;                      /*周长*/
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Circle &c); //运算符<<重载
    friend istream & operator >> (istream &in, Circle &c); //运算符>>重载
};

/*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类的实现
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 c;
        in>>c>>p.x>>c>>p.y>>c;
        return in;
    }
};

//Circle类的实现
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 cl,cr;
        in>>cl>>c.x>>cr>>c.y>>cl>>c.radius>>cr;
        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 ofs('s3.txt');
    ofs<<p<<endl; //将Point对象p写入文本文件中
    ofs.close();
    ifstream ifs('s3.txt');
    ifs>>p; //从文本文件中读入数据并构造Point对象p
    ifs.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.getX()+p.getY()); //将c的半径设置为p的Y坐标与X坐标的和
    ofstream ofs2('b3.dat',ios::binary);
    ofs2.write((char *)&c,sizeof(c)); //将Circle对象c写入二进制文件中
    ofs2.close();
    ifstream ifs2('b3.dat',ios::binary);
    ifs2.read((char *)&c,sizeof(c)); //从二进制文件中读入数据并构造Circle对象c
    ifs2.close();
    f(c);
    return 0;
}

注意事项

注意 Point 类和 Circle 类的实现，特别是运算符 << 和运算符 >> 的重载实现。
注意二进制文件的读写时需要加上 ios::binary 的标志。

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