面向对象程序设计第三次实验课——Wuxing
来源：互联网 发布：证件照软件 编辑：程序博客网 时间：2024/06/04 19:27
请无视奇葩常量名……
// wuxing.h#pragma once#include <iostream>#include <cstring>#include <string>using namespace std;const int MAX = 100; // 每个元素所存储所属的最大个数 const int XING = 6; // 记录元素总共的种类 enum Element {KONG, WATER, WOOD, FIRE, EARTH, GOLD};// 定义常量元素类型 class Wuxing { friend ostream& operator<< (ostream& out, const Wuxing& rhs); friend bool operator< (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs); // 判断相生关系 friend bool operator> (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs); // 判断相克关系 public: // 单例模式，新建对象 static Wuxing* newWuxing(void); static Wuxing* newWuxing(const string& s);// Wuxing* newWuxing(const char* s); ~Wuxing(void) {}; void addBelong(const string& s);//向元素中添加关系 void delBelong(const string& s);//向元素中删除关系 void clear(void) {cnt_ = 0;} ; // 清除所有包含关系 static void findRelation(const Wuxing& obj);//查找五行间关系 static void showWuxing(const Wuxing& obj); //打印五行 static Wuxing* findInXing(const string& s); //查找所属在哪一个元素中 static Wuxing* judge(const string& s); private: // 构造函数是private的，运用了单例模式 Wuxing(void); Wuxing(const char *s); Wuxing(const string& s);// Wuxing(const Wuxing& obj);// Wuxing& operator= (const Wuxing& rhs); int findBelong(const string& s) const; void formattedPrint(int state) const; Wuxing* findLive (void) const; Wuxing* findDie (void) const; Wuxing* findBeLived (void) const; Wuxing* findBeDead (void) const; Element tag_; // 标记当前对象的属性（元素）是什么 string belong_[MAX]; // 保存所属 int cnt_; // 记录当前元素所属的个数 static Wuxing* exist[XING]; // 存储单例模式下每个元素对应的对象指针 };ostream& operator<< (ostream& out, const Wuxing& rhs); bool operator< (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs);bool operator> (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs);//wuxing.cpp#include "wuxing.h"Wuxing* Wuxing::exist[XING] = {0};Wuxing::Wuxing(void) : Wuxing("空") {}Wuxing::Wuxing(const char *s) : cnt_(0){ if (!strcmp(s, "金")) { tag_ = GOLD; } else if (!strcmp(s, "木")) { tag_ = WOOD; } else if (!strcmp(s, "水")) { tag_ = WATER; } else if (!strcmp(s, "火")) { tag_ = FIRE; } else if (!strcmp(s, "土")) { tag_ = EARTH; } else { tag_ = KONG; }}Wuxing::Wuxing(const string& s) { if (s == "金") { tag_ = GOLD; } else if (s == "木") { tag_ = WOOD; } else if (s == "水") { tag_ = WATER; } else if (s == "火") { tag_ = FIRE; } else if (s == "土") { tag_ = EARTH; } else { tag_ = KONG; }}Wuxing* Wuxing::newWuxing(const string& s){ int tag; Wuxing *p; if (s == "金") { tag = GOLD; } else if (s == "木") { tag = WOOD; } else if (s == "水") { tag = WATER; } else if (s == "火") { tag = FIRE; } else if (s == "土") { tag = EARTH; } else { tag = KONG; } if (exist[tag] == NULL) { exist[tag] = new Wuxing(s); } return exist[tag];}Wuxing* Wuxing::newWuxing(void){ return newWuxing("空"); }void Wuxing::addBelong(const string& s){ belong_[cnt_ ++] = s; return ;}void Wuxing::delBelong(const string& s){ int loc = findBelong(s); if (loc == -1) { cout << "该属性中并不包含" << s << endl; return ; } for (int i = loc + 1; i < cnt_; i ++) { belong_[i - 1] = belong_[i]; } -- cnt_; return ;}int Wuxing::findBelong(const string& s) const{ int ret = -1; for (int i = 0; i < cnt_; i ++) { if (s == belong_[i]) { ret = i; break; } } return ret;}void Wuxing::formattedPrint(int state) const{ // 0:head 1:mid 2:tail const int SPACE = 6; if (state == 0) { cout << "-----> " ; } else if (state == 2 && cnt_ == 0){ cout << "------ " ; } else { cout << "|" ; for (int i = 0; i < SPACE; i ++) { cout << " "; } } cout << "属性：" ; switch (tag_) { case KONG: cout << "空" ; break; case GOLD: cout << "金" ; break; case WOOD: cout << "木" ; break; case WATER: cout << "水" ; break; case FIRE: cout << "火" ; break; case EARTH: cout << "土" ; break; } if (cnt_) { cout << endl << "|"; for (int i = 0; i < SPACE; i ++) { cout << " "; } cout << "包含：" ;// cout << "|";// for (int i = 0; i < SPACE; i ++) {// cout << " " ;// }// cout << belong_[0]; } for (int i = 0; i < cnt_ - 1; i ++) { cout << endl << "|"; for (int j = 0; j < SPACE; j ++) { cout << " " ; } cout << belong_[i]; }// cout << "state: " << state << endl; if (cnt_ - 1 >= 0) { cout << endl; if (state == 2) { cout << "------ "; } else { cout << "|"; for (int i = 0; i < SPACE; i ++) { cout << " "; } } cout << belong_[cnt_ - 1]; } return ;}Wuxing* Wuxing::findLive(void) const{ int post = tag_ + 1; if (post >= XING) { post = post - XING + 1; } return exist[post];}Wuxing* Wuxing::findDie (void) const{ int post = tag_ + 2; if (post >= XING) { post = post - XING + 1; } return exist[post];}Wuxing* Wuxing::findBeLived (void) const{ int pre = tag_ - 1; if (pre <= 0) { pre += XING - 1; } return exist[pre];}Wuxing* Wuxing::findBeDead (void) const{ int pre = tag_ - 2; if (pre <= 0) { pre += XING - 1; } return exist[pre];}Wuxing* Wuxing::findInXing(const string& s){ for (int i = 0; i < XING; i ++) { if (exist[i]) { if (exist[i]->findBelong(s) != -1) { return exist[i]; } } } return NULL;}void Wuxing::findRelation(const Wuxing& obj){ if (obj.tag_ == KONG) { cout << "空即是色，色即是空！" << endl << endl; return ; } Wuxing *p = obj.findLive(); if (p) { cout << "当前属性所生的是：" << endl; cout << *p << endl << endl; } p = obj.findDie(); if (p) { cout << "当前属性所克的是：" << endl; cout << *p << endl << endl; } p = obj.findBeLived(); if (p) { cout << "生当前属性的是：" << endl; cout << *p << endl << endl; } p = obj.findBeDead(); if (p) { cout << "克当前属性的是：" << endl; cout << *p << endl << endl; } return ;}void Wuxing::showWuxing(const Wuxing& obj){ const Wuxing *p = &obj; int loc; for (int i = 0; i < XING; i ++) { if (exist[i] == p) { loc = i; break; } } if (loc == 0) { return ; } const int SPACE = 6; int cnt = 1; for (int i = loc; i < XING && exist[i] != NULL; i ++, cnt ++) {// cout << "cnt:" << cnt << endl;// cout << "XING:" << XING << endl; if (i == loc) { exist[i] -> formattedPrint(0); cout << endl << "|" << endl; } else if (cnt == XING - 1) { exist[i] -> formattedPrint(2); cout << endl << endl; } else { exist[i] -> formattedPrint(1); cout << endl << "|" << endl; } } for (int i = 1; i < loc; i ++, cnt ++) { if (cnt == XING - 1) { exist[i] -> formattedPrint(2); cout << endl << endl; } else { exist[i] -> formattedPrint(1); cout << endl << "|" << endl; } } return ;}Wuxing* Wuxing::judge(const string& s){ int tag; if (s == "金") { tag = GOLD; } else if (s == "木") { tag = WOOD; } else if (s == "水") { tag = WATER; } else if (s == "火") { tag = FIRE; } else if (s == "土") { tag = EARTH; } else { tag = KONG; } return exist[tag];}ostream& operator<< (ostream& out, const Wuxing& rhs){ out << "属性：" ; switch (rhs.tag_) { case KONG: out << "空"; break; case GOLD: out << "金"; break; case WOOD: out << "木"; break; case WATER: out << "水"; break; case FIRE: out << "火"; break; case EARTH: out << "土"; break; default: out << "ERROR" << endl; } if (rhs.cnt_) { out << endl << "包含：" << endl; out << rhs.belong_[0]; } for (int i = 1; i < rhs.cnt_; i ++) { out << endl << rhs.belong_[i]; } return out;}bool operator< (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs) // lhs 生 rhs为真 { if (lhs.tag_ == 0 || rhs.tag_ == 0) { return false; } int post = lhs.tag_ + 1; if (post == XING) { post = 1; } if (post == rhs.tag_) { return true; } else { return false; }}bool operator> (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs) // lhs 克 rhs为真 { if (lhs.tag_ == 0 || rhs.tag_ == 0) { return false; } int post = lhs.tag_ + 2; if (post >= XING) { post = post - XING + 1; } if (post == rhs.tag_) { return true; } else { return false; }}// main.cpp#include <iostream>#include "wuxing.h"/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */int main(int argc, char** argv){ Wuxing *pW0 = Wuxing::newWuxing(); Wuxing *pW1 = Wuxing::newWuxing("金"); Wuxing *pW2 = Wuxing::newWuxing("木"); Wuxing *pW5 = Wuxing::newWuxing("火"); Wuxing *pW4 = Wuxing::newWuxing("水"); Wuxing *pW3 = Wuxing::newWuxing("土"); cout << "五行：金木水火土，其他非法输入将被认为是元素“空”" << endl; cout << "1. 添加某元素所属" << endl; cout << "2. 删除某元素所属" << endl; cout << "3. 查询某元素与其他所有元素关系" << endl; cout << "4. 查询某物是否属于某一元素" << endl; cout << "5. 清除某元素所有的所属关系" << endl; cout << "6. 判断两个元素的关系" << endl; cout << "7. 打印单个元素" << endl; cout << "8. 打印所有元素" << endl; cout << "9. 退出" << endl; int i, val, k; string s1,s2; Wuxing* p = NULL, *p2 = NULL; while (cin >> i, i != 9) { switch (i) { case 1: cout << "请输入要添加所属关系的元素：" << endl; cout << "(金木水火土)中选一个，否则将向“空”元素中添加所属" << endl; cin >> s1; cout << "请输入所属的内容" << endl; cin >> s2; p = Wuxing::judge(s1); if (p) { p -> addBelong(s2); } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 2: cout << "请输入要删除所属关系的元素：" << endl; cout << "(金木水火土)中选一个，否则将向“空”元素中删除所属" << endl; cin >> s1; cout << "请输入所属的内容" << endl; cin >> s2; p = Wuxing::judge(s1); if (p) { p -> delBelong(s2); } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 3: cout << "请输入要查询的元素" << endl; cin >> s1; Wuxing::findRelation(*Wuxing::judge(s1)); cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 4: cout << "请输入要查询的所属" << endl; cin >> s1; p = Wuxing::findInXing(s1); if (p) { cout << *p << endl; } else { cout << "没有找到！" << endl; } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 5: cout << "请输入要清空所属的元素" << endl; cin >> s1; p = Wuxing::judge(s1); if (p) { p -> clear(); } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 6: cout << "请输入要查询的元素：" << endl; cout << "(金木水火土)中选两个个，否则将视为“空元素”" << endl; cin >> s1 >> s2; p = Wuxing::judge(s1); p2 = Wuxing::judge(s2); if (p && p2) { if (*p > *p2) { cout << *p << endl<<"克"<<endl << *p2 <<endl; } if (*p < *p2) { cout << *p << endl<<"生"<<endl << *p2 <<endl; } if (*p2 > *p) { cout << *p2 << endl<<"克"<<endl << *p <<endl; } if (*p2 < *p) { cout << *p2 << endl<<"生"<<endl << *p <<endl; } } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 7: cout << "请输入要查询的元素" << endl; cin >> s1; p = Wuxing::judge(s1); if (p) { cout << *p << endl; } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 8: cout << "请输入要从哪个元素开始输出" << endl; cin >> s1; p = Wuxing::judge(s1); if (p) { Wuxing::showWuxing(*p); } cout << "操作结束" << endl; cout << "--------------------------" << endl; break; case 9: return 0; break; default: cout << "请输入正确的序号" << endl; cout << "--------------------------" << endl; } }// pW1 -> addBelong("铁");// pW1 -> addBelong("铜");// pW1 -> addBelong("银");// pW2 -> addBelong("树");// pW3 -> addBelong("墙");// pW4 -> addBelong("雨");// pW5 -> addBelong("太阳"); // cout << *pW0 << endl;// cout << *pW1 << endl;// pW1 -> delBelong("hello");// cout << *pW1 << endl;// pW1 -> delBelong("铁");// cout << *pW1 << endl;// auto p1 = Wuxing::findInXing("hello");// if (p1) {// cout << "在下面的元素中：" << endl;// cout << *p1 << endl;// } else {// cout << "没找到！" << endl; // }// p1 = Wuxing::findInXing("银");// if (p1) {// cout << "在下面的元素中：" << endl;// cout << *p1 << endl;// } else {// cout << "没找到！" << endl; // } // cout << "金" << endl; // Wuxing::findRelation(*pW1);// cout << "火" << endl;// Wuxing::findRelation(*pW5);// Wuxing::showWuxing(*pW4);// Wuxing *pW6 = Wuxing::newWuxing("土");// cout << *pW3 << endl;// cout << *pW6 << endl; return 0;}实验报告
一、 题目分析
- 描述五行各自关系
我决定使用一个类来描述五行，通过不同对象的实例化分别描述金木水火土，并且使用了单例模式，规定每一个元素只能对应各自的一个对象。 - 描述相生相克关系，保留扩展可能
首先重载了大于和小于运算符，分别代表克与生，判断两个元素之间的生克关系，之后又通过另外四个函数分别寻找生克的元素。通过两个运算符和四个函数，保留了进一步表示其他关系的可能。同时尽量使用常量，提高可维护性。 - 保存归属关系
在类中添加私有数据成员，记录所属的物品和一共的数量。 - 实现整体图形输出，可以指定起点
按照相生的顺序输出即可。 - 查询任意指定五行元素关系和所属
查询所属即遍历五行中的所属物，查询关系调用四个寻找生克的函数即
可。
二、 流程分析
- 构造函数：
共3个， 分别是：
Wuxing(void);
Wuxing(const char *s);
Wuxing(const string& s);
为了考虑到可能会有的隐式类型转换，这里使用了这三个构造函数，不过他们都是private的，因为使用了单例模式。 创建对象的接口
共2个，分别是
static Wuxing* newWuxing(void);
static Wuxing* newWuxing(const string& s);
单例模式的应用，如果对象没有创建，则调用相应的构造函数添加，删除与清空所属
void addBelong(const string& s);//向元素中添加关系
void delBelong(const string& s);//向元素中删除关系
void clear(void) {cnt_ = 0;} ; // 清除所有包含关系首先实现
直接操纵数据成员，没用调用其他函数。描述生克关系
// 判断相生关系
friend bool operator< (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs);
// 判断相克关系
friend bool operator> (const Wuxing& lhs, const Wuxing& rhs);
Wuxing* findLive (void) const;
Wuxing* findDie (void) const;
Wuxing* findBeLived (void) const;
Wuxing* findBeDead (void) const;以上函数均是直接操纵数据成员，并没有调用其他函数。查询所属与元素生克关系
Private:
int findBelong(const string& s) const;
public:
static void findRelation(const Wuxing& obj);//查找五行间关系
static Wuxing* findInXing(const string& s); //查找所属在哪一个元素中
private中的findBelong是非静态的，只能查找当前元素中是否有所属，
而findInXing则是静态的，通过调用每一个对象的findBelong查找所属。
findRelation则是通过调用findLive findDie findBelived findBeDead实现查找生克关系元素。打印
Private：
void formattedPrint(int state) const;
public：
static void showWuxing(const Wuxing& obj);
showWuxing 调用formmattedPrint，向formattedPrint传递参数，标记是第一个打印、最后一个打印还是中间打印的元素。
三、程序难点
1. 需求分析对于一个十分抽象的概念和题目，很难找到程序设计中对应的模型，因此这一点是整个实验的重中之重。使用一个类对应五行（因为五行每一个元素内部要存储的数据和相应的操作是相同的），同一个类的不同实例代表不同元素，使用静态方法对整个类中的所有对象进行操作。
2. 单例模式
因为对于五行而言，其每个金木水火土应该是唯一的，不应该存在多个，而其所属是多样的，因此使用了单例模式，然而这个单例模式是应该允许存在5种单例，所以存储指针的结构使用了数组，而要求5种单例必须也是不同的，即使当前单例的个数不足5个，要新建了同一种元素的对象，也应该返回已存在的对象指针。因此对于不同的元素，对应不同的指针，而相同元素对应同一个指针。为了解决其他不属于五行情况，特别添加了“空”元素，所有不在五行之中的元素全部添加到空元素中。
3. 打印关系
这一条是比较考验细节的部分，我觉得我实现的并不是很好，我觉得我不应该在这里浪费太多的时间，一是在实际情况下不可能用命令行展示，实际情况下应该使用图形界面，而图形界面可以很好的解决打印的格式问题。二是打印并不是本次实验的重点，也不是面向对象程序设计的内容，本次实验的重点应该在于如何建模，而不是考虑这些细枝末节的内容。
四、 优点与缺点
优点：
a) 满足了基本要求
b) 使用了单例模式
c) 编码过程中在能力范围内尽可能地考虑了可维护性，如使用常量，重载运算符等等（也确实在发现错误修改的过程中起到了很大作用）
缺点：
a) 没有实现扩展要求
b) 没有美观的打印
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