类模板，计算器，编写长方形模板，计算周长，面积，函数在类外定义

在C++中，类模板是一种泛型编程工具，它允许我们创建一个通用的类，可以处理不同数据类型的实例。比如我们可以创建一个名为`Calculator`的类模板，用于计算不同类型数值的加减乘除等基本运算。

下面是一个简单的长方形模板类的例子：

template <typename T>
class Rectangle {
public:
    // 宽度和高度作为成员变量
    T width;
    T height;

    // 构造函数接收宽度和高度
    Rectangle(T w, T h) : width(w), height(h) {}

    // 函数定义计算周长
    T perimeter() const {
        return 2 * (width + height);
    }

    // 函数定义计算面积
    T area() const {
        return width * height;
    }
};

在这个例子中，`T`是一个类型参数，它代表了任何能够进行算术操作的数据类型（如int、float或double）。我们在类外部定义函数是为了保持类的简洁，并且让它们独立于具体的类型，这样其他地方可以直接调用这些计算方法。

相关问题

完整的类模板，计算器，编写长方形模板，计算周长，面积，函数在类外定义

在C++中，我们可以创建一个完整的类模板，例如一个通用的形状类模板，如`Shape<T>`，其中`T`是一个类型参数，代表形状的尺寸（比如长度或宽度）。然后我们可以特别化这个模板来创建具体的形状，如`Rectangle`，它将继承自`Shape`并添加特定于矩形的功能。

下面是一个简单的`Rectangle`类模板示例，包含了计算周长和面积的方法：

template <typename T>
class Shape {
public:
    virtual ~Shape() {}
    // 默认虚析构函数，用于多态
};

template <typename T>
class Rectangle : public Shape<T> {
private:
    T length;
    T width;

public:
    // 构造函数
    Rectangle(T len, T wid) : length(len), width(wid) {}

    // 计算周长
    T perimeter() const {
        return 2 * (length + width);
    }

    // 计算面积
    T area() const {
        return length * width;
    }
    
    // 函数可以在类外定义，作为友元函数访问私有数据
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Rectangle<T>& rect);
};

// 友元函数实现，允许外部直接访问矩形的信息
template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Rectangle<T>& rect) {
    os << "Rectangle with length: " << rect.length << ", width: " << rect.width;
    return os;
}

int main() {
    Rectangle<int> rectangle(4, 5);
    std::cout << "Perimeter: " << rectangle.perimeter() << std::endl;
    std::cout << "Area: " << rectangle.area() << std::endl;
    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个矩形类，并展示了如何在类内定义成员函数（如`perimeter()`和`area()`）以及在类外通过友元函数提供额外操作。用户可以根据需要创建不同大小的矩形实例，并计算它们的周长和面积。

用java面向对象中多态的方法，设计一个程序，可以计算圆形和长方形的面积及周长，其中定义抽象类 图形类为圆形和长方形的父类，在图形类中定义抽象方法获取面积方法和获取周长方法。定义面积和周长计算器，可以计算不同图形的面积和周长。程序要具备良好的可扩展性和可维护性。

好的，我可以为您设计这样一个程序。首先，我们可以定义一个抽象类 `Shape`，其中包含计算面积和周长的抽象方法 `getArea()` 和 `getPerimeter()`。

public abstract class Shape {
    public abstract double getArea();
    public abstract double getPerimeter();
}

然后，我们可以创建两个具体的类 `Rectangle` 和 `Circle`，分别表示长方形和圆。这两个类都继承自 `Shape` 类，并实现了 `getArea()` 和 `getPerimeter()` 方法。

public class Rectangle extends Shape {
    private double length;
    private double width;
    
    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
    
    @Override
    public double getArea() {
        return length * width;
    }
    
    @Override
    public double getPerimeter() {
        return 2 * (length + width);
    }
}

public class Circle extends Shape {
    private double radius;
    
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    
    @Override
    public double getArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
    
    @Override
    public double getPerimeter() {
        return 2 * 3.14 * radius;
    }
}

现在我们可以创建一个面积和周长计算器 `Calculator`，该计算器可以接收一个 `Shape` 对象，并调用其 `getArea()` 和 `getPerimeter()` 方法计算面积和周长。

public class Calculator {
    public double calculateArea(Shape shape) {
        return shape.getArea();
    }
    
    public double calculatePerimeter(Shape shape) {
        return shape.getPerimeter();
    }
}

最后，我们就可以使用这些类来计算长方形和圆的面积和周长了。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape rectangle = new Rectangle(5, 10);
        Shape circle = new Circle(3);
        
        Calculator calculator = new Calculator();
        
        // 计算长方形的面积和周长
        System.out.println("Rectangle area: " + calculator.calculateArea(rectangle));
        System.out.println("Rectangle perimeter: " + calculator.calculatePerimeter(rectangle));
        
        // 计算圆的面积和周长
        System.out.println("Circle area: " + calculator.calculateArea(circle));
        System.out.println("Circle perimeter: " + calculator.calculatePerimeter(circle));
    }
}

输出结果如下：

Rectangle area: 50.0
Rectangle perimeter: 30.0
Circle area: 28.26
Circle perimeter: 18.84

这样，我们就成功地使用多态的方法设计了一个程序，可以计算圆形和长方形的面积及周长，并且具备良好的可扩展性和可维护性。