每个TwoDimensionShape包含getArea函数，计算二维图形的面积。每个ThreeDimensionShape包含getArea和getVolume函数，计算三维图形的表面积和体积。在主函数中，定义shape的指针数组，分别指向层次结构中的各个具体对象。输出每个对象。在循环中，处理所有图形，确定每个图形是TwoDimensionShape还是ThreeDimensionShape，如果图形是TwoDimensionShape，则显示它的面积。如果图形是ThreeDimensionShape，则显示三维图形的表面积和体积。 程序说明： 1、dynamic_cast强制类型转换 dynamic_cast为C++的强制类型转换方法，主要用于基类和派生类直接的类型转换。更多细节请自行google。 2、输出格式： cout << "Square with side length " <<...<< "; center at (" <<...<< ", " <<... << ")"; cout << "Circle with radius " << ... << "; center at (" << ... << ", " << ...<< ")"; cout << "Cube with side length " <<... << "; center at (" << ... << ", " << ... << ")"; cout << "Sphere with radius " << ... << "; center at (" << ... << ", " << ...<< ")";写个代码

以下是题解：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cmath>
using namespace std;

class Shape {
public:
    virtual ~Shape() {}
};

class TwoDimensionShape : public Shape {
public:
    virtual double getArea() const = 0;
};

class ThreeDimensionShape : public Shape {
public:
    virtual double getArea() const = 0;
    virtual double getVolume() const = 0;
};

class Point {
public:
    Point(double x = 0, double y = 0, double z = 0) : _x(x), _y(y), _z(z) {}
    double getX() const { return _x; }
    double getY() const { return _y; }
    double getZ() const { return _z; }
private:
    double _x, _y, _z;
};

class Square : public TwoDimensionShape {
public:
    Square(double side, double x, double y) : _side(side), _center(x, y) {}
    double getArea() const { return _side * _side; }
    Point getCenter() const { return _center; }
private:
    double _side;
    Point _center;
};

class Circle : public TwoDimensionShape {
public:
    Circle(double radius, double x, double y) : _radius(radius), _center(x, y) {}
    double getArea() const { return M_PI * _radius * _radius; }
    Point getCenter() const { return _center; }
private:
    double _radius;
    Point _center;
};

class Cube : public ThreeDimensionShape {
public:
    Cube(double side, double x, double y, double z) : _side(side), _center(x, y, z) {}
    double getArea() const { return 6 * _side * _side; }
    double getVolume() const { return _side * _side * _side; }
    Point getCenter() const { return _center; }
private:
    double _side;
    Point _center;
};

class Sphere : public ThreeDimensionShape {
public:
    Sphere(double radius, double x, double y, double z) : _radius(radius), _center(x, y, z) {}
    double getArea() const { return 4 * M_PI * _radius * _radius; }
    double getVolume() const { return 4.0 / 3.0 * M_PI * _radius * _radius * _radius; }
    Point getCenter() const { return _center; }
private:
    double _radius;
    Point _center;
};

int main() {
    Shape* shapes[] = {
        new Square(2.0, 0.0, 0.0),
        new Circle(1.5, 1.0, 1.0),
        new Cube(3.0, 2.0, 2.0, 2.0),
        new Sphere(2.5, 3.0, 3.0, 3.0)
    };
    int n = sizeof(shapes) / sizeof(shapes[0]);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (auto p = dynamic_cast<TwoDimensionShape*>(shapes[i])) {
            cout << "Square with side length " << sqrt(p->getArea())
                 << "; center at (" << p->getCenter().getX() << ", " << p->getCenter().getY() << ")" << endl;
        } else if (auto p = dynamic_cast<ThreeDimensionShape*>(shapes[i])) {
            cout << "Cube with side length " << pow(p->getArea() / 6, 1.0 / 3.0)
                 << "; center at (" << p->getCenter().getX() << ", " << p->getCenter().getY() << ", " << p->getCenter().getZ() << ")" << endl;
            cout << "Sphere with radius " << pow(p->getVolume() * 3 / (4 * M_PI), 1.0 / 3.0)
                 << "; center at (" << p->getCenter().getX() << ", " << p->getCenter().getY() << ", " << p->getCenter().getZ() << ")" << endl;
        }
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        delete shapes[i];
    }
    return 0;
}

思路：

本题要求定义两个抽象类 TwoDimensionShape 和 ThreeDimensionShape，分别表示二维图形和三维图形，并在它们的基础上定义 Square、Circle、Cube 和 Sphere 四个具体类。

在主函数中，定义一个指针数组 shapes，分别指向层次结构中的各个具体对象。在循环中，处理所有图形，确定每个图形是 TwoDimensionShape 还是 ThreeDimensionShape，如果图形是 TwoDimensionShape，则显示它的面积。如果图形是 ThreeDimensionShape，则显示三维图形的表面积和体积。

细节：

- 在 Square 和 Circle 中，使用 Point 类保存图形的中心坐标。
- 在 Cube 和 Sphere 中，也使用 Point 类保存图形的中心坐标。
- 在判断图形类型时，使用 dynamic_cast 进行类型转换，如果转换成功，则说明该图形是 TwoDimensionShape 或 ThreeDimensionShape 子类，然后调用相应的函数进行输出。
- 在输出 Cube 和 Sphere 时，分别使用公式计算它们的边长和半径。

时间复杂度：$O(n)$（其中 $n$ 为图形数）

空间复杂度：$O(n)$

完整代码：