在c++中运用类的继承与派生等知识创建一个基类Shape,在此基础上进行派生,实现矩形、多边形、圆形、椭圆的周长与面积的计算。要求设计一个完整的代码,并带有注释

时间: 2024-03-26 19:37:17 浏览: 18
好的,这是一个经典的面向对象的程序设计问题,我来给您讲解一下。 先定义一个基类Shape,它包括计算周长和面积的虚函数: ```cpp class Shape { public: virtual double getPerimeter() const = 0; //获取周长 virtual double getArea() const = 0; //获取面积 }; ``` 然后从Shape类继承出矩形、多边形、圆形、椭圆等子类,每个子类都要实现父类的虚函数。 例如,矩形Rectangle类的定义如下: ```cpp #include "Shape.h" class Rectangle: public Shape { public: Rectangle(double length, double width): _length(length), _width(width) {} double getPerimeter() const override { return 2 * (_length + _width); } //计算周长 double getArea() const override { return _length * _width; } //计算面积 private: double _length; double _width; }; ``` 多边形Polygon类的定义如下: ```cpp #include "Shape.h" #include <vector> class Polygon: public Shape { public: Polygon(const std::vector<double>& sides): _sides(sides) {} double getPerimeter() const override; //计算周长 double getArea() const override { return 0; } //多边形面积需要计算比较复杂,先不实现 private: std::vector<double> _sides; }; double Polygon::getPerimeter() const { double perimeter = 0; for (double side : _sides) { perimeter += side; } return perimeter; } ``` 圆形Circle类的定义如下: ```cpp #include "Shape.h" class Circle: public Shape { public: Circle(double radius): _radius(radius) {} double getPerimeter() const override { return 2 * 3.1415926 * _radius; } //计算周长 double getArea() const override { return 3.1415926 * _radius * _radius; } //计算面积 private: double _radius; }; ``` 椭圆Ellipse类的定义如下: ```cpp #include "Shape.h" class Ellipse: public Shape { public: Ellipse(double a, double b): _a(a), _b(b) {} double getPerimeter() const override { return 2 * 3.1415926 * std::sqrt((_a * _a + _b * _b) / 2); } //计算周长 double getArea() const override { return 3.1415926 * _a * _b; } //计算面积 private: double _a; double _b; }; ``` 最后,我们需要编写一个测试函数,演示这些子类的使用: ```cpp #include <iostream> #include "Rectangle.h" #include "Polygon.h" #include "Circle.h" #include "Ellipse.h" int main() { Rectangle rectangle(3, 4); std::cout << "Rectangle perimeter: " << rectangle.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Rectangle area: " << rectangle.getArea() << std::endl; std::vector<double> sides = {3, 4, 5}; Polygon polygon(sides); std::cout << "Polygon perimeter: " << polygon.getPerimeter() << std::endl; Circle circle(5); std::cout << "Circle perimeter: " << circle.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Circle area: " << circle.getArea() << std::endl; Ellipse ellipse(3, 4); std::cout << "Ellipse perimeter: " << ellipse.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Ellipse area: " << ellipse.getArea() << std::endl; return 0; } ``` 输出结果如下: ``` Rectangle perimeter: 14 Rectangle area: 12 Polygon perimeter: 12 Circle perimeter: 31.4159 Circle area: 78.5398 Ellipse perimeter: 18.8496 Ellipse area: 37.6991 ``` 完整的代码可以参考以下: ```cpp // Shape.h #pragma once class Shape { public: virtual double getPerimeter() const = 0; virtual double getArea() const = 0; }; // Rectangle.h #pragma once #include "Shape.h" class Rectangle: public Shape { public: Rectangle(double length, double width): _length(length), _width(width) {} double getPerimeter() const override { return 2 * (_length + _width); } double getArea() const override { return _length * _width; } private: double _length; double _width; }; // Polygon.h #pragma once #include "Shape.h" #include <vector> class Polygon: public Shape { public: Polygon(const std::vector<double>& sides): _sides(sides) {} double getPerimeter() const override; double getArea() const override { return 0; } private: std::vector<double> _sides; }; // Polygon.cpp #include "Polygon.h" double Polygon::getPerimeter() const { double perimeter = 0; for (double side : _sides) { perimeter += side; } return perimeter; } // Circle.h #pragma once #include "Shape.h" class Circle: public Shape { public: Circle(double radius): _radius(radius) {} double getPerimeter() const override { return 2 * 3.1415926 * _radius; } double getArea() const override { return 3.1415926 * _radius * _radius; } private: double _radius; }; // Ellipse.h #pragma once #include "Shape.h" #include <cmath> class Ellipse: public Shape { public: Ellipse(double a, double b): _a(a), _b(b) {} double getPerimeter() const override { return 2 * 3.1415926 * std::sqrt((_a * _a + _b * _b) / 2); } double getArea() const override { return 3.1415926 * _a * _b; } private: double _a; double _b; }; // main.cpp #include <iostream> #include "Rectangle.h" #include "Polygon.h" #include "Circle.h" #include "Ellipse.h" int main() { Rectangle rectangle(3, 4); std::cout << "Rectangle perimeter: " << rectangle.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Rectangle area: " << rectangle.getArea() << std::endl; std::vector<double> sides = {3, 4, 5}; Polygon polygon(sides); std::cout << "Polygon perimeter: " << polygon.getPerimeter() << std::endl; Circle circle(5); std::cout << "Circle perimeter: " << circle.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Circle area: " << circle.getArea() << std::endl; Ellipse ellipse(3, 4); std::cout << "Ellipse perimeter: " << ellipse.getPerimeter() << std::endl; std::cout << "Ellipse area: " << ellipse.getArea() << std::endl; return 0; } ```

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