基于Point类和Plane类设计圆类Circle并重载运算符实现文件读写操作

本文介绍了基于Point类和Plane类设计圆类Circle的步骤，并重载了运算符'<<'和'>>'以实现Point类和Circle类的文件读写操作。

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类代码
class Point
{
private:
    double x;
    double y;
public:
    Point(double xv=0,double yv=0):x(xv),y(yv){}/*构造函数*/
    void setX(double xv){x=xv;}/*设置X坐标*/
    void setY(double yv){y=yv;}/*设置Y坐标*/
    double getX() const{return x;}/*获取X坐标*/
    double getY() const{return y;}/*获取Y坐标*/
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Point &p) { //运算符<<重载
        out<<'('<<p.x<<','<<p.y<<')';
        return out;
    }
    friend istream & operator >> (istream &in, Point &p) { //运算符>>重载
        char ch;
        in>>ch>>p.x>>ch>>p.y>>ch;
        return in;
    }
};

// Plane类代码
class Plane /*平面图形基类*/
{
public:
    virtual double length()const=0;/*周长*/
    virtual double area()const=0;  /*面积*/
};

// Circle类代码
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){}/*构造函数*/
    void setR(double r){radius=r;}/*设置半径*/
    double getR() const{return radius;}/*获取半径*/
    double area()const{return PI*radius*radius;}/*面积*/
    double length()const{return 2*PI*radius;}/*周长*/
    friend ostream & operator << (ostream &out, const Circle &c) { //运算符<<重载
        out<<'('<<c.getX()<<','<<c.getY()<<'),'<<c.radius;
        return out;
    }
    friend istream & operator >> (istream &in, Circle &c) { //运算符>>重载
        char ch;
        in>>ch>>c.x>>ch>>c.y>>ch>>c.radius>>ch;
        return in;
    }
};
const double Circle::PI=3.14159;

// main函数代码
int main(void)
{
    double d1,d2;
    cin>>d1>>d2;
    Point p(d1,d2);
    ofstream fout('s3.txt');
    if(fout.is_open())
    fout<<p;
    fout.close();
    Point p1;
    ifstream fin('s3.txt');
    if(fin.is_open())
    fin>>p1;
    fin.close();
    Circle c(p.getY(),p.getX(),p.getY()+p.getX());
    ofstream fout1('b3.dat',ios::binary);
    if(fout1.is_open())
    fout1.write(reinterpret_cast<char*>(&c),sizeof(c));
    fout1.close();
    Circle c1;
    ifstream fin1('b3.dat',ios::binary);
    if(fin1.is_open())
    fin1.read(reinterpret_cast<char*>(&c1),sizeof(c1));
    fin1.close();
    f(c1);
    return 0;
}

注意点

文件读写时，需要进行文件打开、关闭等操作。
注意二进制文件的读写方式。
注意友元函数的写法和调用方式。
注意数据类型的匹配和强制类型转换。