實驗 3 對象數組與對象指針

1 ．實驗目的

(1) 掌握數組與指針的定義與使用方法。

(2) 理解數組與指針的存儲分配與表示。

(3) 學習向函數傳遞數組的方法。

(4) 學習用指針和引用向函數傳遞參數。

(5) 學習靜態數據成員和靜態成員函數的使用。

(6) 理解友元與友元函數的作用與使用方法。

2 ．實驗基本要求

(1) 設計一個矩陣類 Matrix( 矩陣由二維數組實現 ) ，有分配空間和對矩陣賦值的功能。

(2) 練習將這個矩陣類的對象作為參數傳送到函數 Mul() ，用普通、指針和引用三種方法實現，并要注意這三種方式的區別。

??? ①直接傳送： Mul(Matrix a ， Matrix b) 。實際上只是傳送值，在函數中針對對象的任何修改均不影響該對象本身。

??? ②指針傳送： Mul(Matrix *pa ， Matrix *pb) 。要注意指針的級數。

??? ③引用傳送： Mul(Matrix & a ， Matrix & b) 。這種調用將影響參數的實際值。

(3) 將 Mul() 函數實現：完成對傳送的兩個 Matrix 對象的相乘運算。下面給出矩陣相乘的算法：

??? ①矩陣 a[i][j] 與矩陣 b[x][y] 相乘，條件是 j==x 。

??? ②乘積是一個新的矩陣 c[i][y] ，其中 c[i][y] 的值是∑ (a[i][k]* b[k][y]) ，其中 K ＝ 0,l,…,j

(4) 在 Matrix 類中定義一個靜態數據成員，記錄當前的所有 Matrix 對象的數量。

(5) 定義一個友元函數實現轉置的功能。轉置是指將數組中 a[i][j] 與 a[j] [i] 的值對調。

3 ．實驗基本步驟

(1) 建立一個工程。在工程中定義一個 Matrix 類，在構造函數中根據參數創建數據成員：一個二維數組。提示：用構造函數記錄二維數組的大小 (unsigned int x ， unsigned int y) 。類中實際定義的二維數組的數據成員是一個指針 ( 二級指針 ) ， int **pMatrix 。 在構造函數中根據傳送的參數為這個二維數組分配空間： pMatrix ＝ newint[x][y] 。

(2) 設計成員函數，完成對數組的賦值的功能。本例中定義的成員函數為 SetValue(unsigned int x ， unsigned int y ， int value) 。

(3) 參考以上的說明，以常用三種方式實現向 Mul() 函數傳送參數，并返回矩陣相乘的結果。

(4) 在類中定義一個靜態的數據成員 ObjectAliveNo ，記錄當前共有幾個 Matrix 類的對象。實現方法：可以在對象的構造函數中向該數據成員報告 ( 使靜態數據成員加 1) ；在析構函數中也向該數據成員報告 ( 使靜態數據成員減 1) 。并要注意，在程序開始時，給這個靜態數據成員賦初值。

(5) 在 Matrix 類中定義一個友元函數，使其具有對 Matrix 類的對象內的數組進行轉置的功能。

?

#include? < iostream >
using ? namespace ?std;
class ?Matrix
{
private :
???? int ?rows,columns;
public :
int ? ** pMatrix;
Matrix(? int ?rows, int ?columns);
Matrix(Matrix & ?);
~ Matrix();
int ?GetRows();
int ?GetColumns();
void ?SetValue();
void ?Mul(Matrix? & ?a,Matrix? & ?b);


} ;

int ?Matrix::GetRows() { return ?rows;} ;
int ?Matrix::GetColumns() { return ?columns;} ;

// 構造函數
Matrix::Matrix( int ?x, int ?y)
{
rows = x;
columns = y;
pMatrix = new ? int * ?[x];
for ( int ?i = 0 ;?i < x;?i ++ )
??pMatrix[i] = new ? int ?[y];
}

// 析構函數
Matrix:: ~ Matrix()
{
for ( int ?i = 0 ;i < columns;i ++ )
??delete?[]pMatrix[i];
????delete[]?pMatrix;
}

// 賦值函數
void ?Matrix::SetValue()
{
???? int ?i,j,value;
???? for (?i = 0 ;?i < rows;?i ++ )
{
?? for (?j = 0 ;?j < columns;?j ++ )
?? {
???cout << " 第 " << i << " 行 " ;
???cout << " 第 " << j << " 列: " ;
???cin >> value;
???cout << endl;
???pMatrix[i][j] = value;
??}
}
}

// 拷貝構造函數
Matrix::Matrix(Matrix & ?M)
{
for ( int ?i = 0 ;?i < M.rows;?i ++ )
?? for ( int ?j = 0 ;?j < M.columns;?j ++ )
???pMatrix[i][j] = M.pMatrix[i][j];????? /**/ /// 這樣對么？
}

void ?Matrix::Mul(?Matrix? & ?a,?Matrix? & ?b)
{
Matrix?c(a.GetRows(),b.GetColumns());
int ?temp = 0 ;
???? for ( int ?ai = 0 ;ai < a.GetRows();ai ++ )
{

?? for ( int ?bj = 0 ;bj < b.GetColumns();bj ++ )
?? {
??? for ( int ?aj = 0 ;aj < a.GetColumns();aj ++ )
????temp = temp + a.pMatrix[ai][aj] * b.pMatrix[aj][bj];
???c.pMatrix[ai][bj] = temp;
???temp = 0 ;
??}
}
for ( int ?i = 0 ;i < c.GetRows();i ++ ) { // 輸出相乘后的矩陣
???cout << ' \n ' ;
?? for ( int ?j = 0 ;j < c.GetColumns();j ++ )
???cout << c.pMatrix[i][j] << " ?? " ;
?}
}
// 主函數
int ?main()
{
Matrix?Ma( 2 , 2 ),Mb( 2 , 2 );
Ma.SetValue();
Mb.SetValue();

for ( int ?i = 0 ;i < Ma.GetRows();i ++ )
{
????cout << ' \n ' ;
?? for ( int ?j = 0 ;j < Ma.GetColumns();j ++ )
???cout << Ma.pMatrix[i][j] << " ? " ;
}
cout << endl;
Matrix?Mc( 2 , 2 );
Mc.Mul(Ma,Mb);
/**/ /*
for(int?i=0;i<Mc.GetRows();i++)
{
????cout<<'\n';
??for(int?j=0;j<Mc.GetColumns();j++)
???cout<<Mc.pMatrix[i][j]<<"?";
}
*/
return ? 0 ;
}