面向对象程序设计课程设计教学大纲.docx

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面向对象程序设计课程设计教学大纲

《面向对象程序设计》课程设计教学大纲

适用专业：

计算机科学与技术

课程周数：

2周

一、大纲说明

本大纲根据计算机科学与技术专业人才培养方案制订。

（一）课程设计性质

课程设计是学生对课程所学知识的综合运用，它与课堂听讲、上机实验、课外练习、自学研究相辅相成，构成一个完整的课程教学体系。

（二）主要先修课程和后续课程

1.先修课程：

《C语言程序设计》

2.后续课程：

《Java程序设计》、《软件工程》

二、课程设计目的及基本要求

本课程全面系统的学习面向对象程序设计的基本概念，基本语法和编程方法。

正确理解掌握C++面向对象程序设计的基本特性：

类，对象，继承与派生，多态，虚函数，模板，流类库等。

遵循软件过程的各个环节进行系统分析、设计、实现、集成、测试，并相应给出软件规格说明书等制品，了解当前常用的软件开发工具（Visual C++），要求熟练掌握基于Win32ConsoleApplication的程序设计，培养解决实际问题的能力。

三、课程设计内容及安排

1、有理数运算

问题描述：

有理数是一个可以化为一个分数的数，例如2/3，533/920，-12/49都是有理数，而就为无理数。

在C++中，并没有预先定义有理数，需要时可以定义一个有理数类，将有理数的分子和分母分别存放在两个整型变量中。

对有理数的各种操作都可以用重载运算符来实现。

基本要求：

定义并实现一个有理数类，通过重载运算符+、-、*、/对有理数进行算术运算，通过重载运算符==实现判定两个有理数是否相等。

写一个优化函数，它的作用是使有理数约去公分母，也即是使保存的有理数分子和分母之间没有公约数（除去1以外）。

此外，还要定义一个将有理数转换为实数的函数，再加上构造函数和有理数输出函数。

测试数据：

在应用程序中，创建若干有理数对象，通过带参数的构造函数使得各有理数对象值各不相同，然后分别进行各类运算，输出运算结果，检验其正确性。

实现提示：

设有两个有理数a/b和c/d，则有：

（1）有理数相加分子=a*d+b*c；分母=b*d

（2）有理数相减分子=a*d-b*c；分母=b*d

（3）有理数相乘分子=a*c；分母=b*d

（4）有理数相除分子=a*d；分母=b*c

优化函数在创建有理数对象时应执行，在执行其它各种运算之后也需执行它，这样可保证所存储的有理数随时都是最优的。

对于判断两个有理数是否相等，由于在对有理数进行各种运算后都对其进行优化，所以判定两个有理数是否相等只需判定它们两个的分子和分母分别相等即可。

选做内容：

重载插入（<<）和提取（>>）运算符，使得对有理数可以直接输入输出。

设有理数输入格式为：

整数1整数2

Johnston

参赛结果分数进行处理：

参赛选手n人（n>1），评委m人（m>2），评委给每一选手打一个分数score（分数score为小于等于10的一个正实数）。

选手的最后得分lastScore计算方法为

（1）m<9时，去掉一个最高分和一个最低分后另m-2个得分的平均值。

（2）m≥9时，去掉两个最高分和两个最低分后另m-4个得分的平均值。

假设事先已经建立了text型的数据文件，其中依次记录着n个选手的编号（一个正整数）、姓名（一个字符串）以及m个评委给出的得分。

请编制程序，依次从数据文件中读入n个选手的有关信息，而后按上述规定方法计算出每一个选手的最后得分，而且往屏幕上以及另一个text型文件中同时输出如下形式的结果信息。

假设参赛选手人数n=5，评委人数m=7，磁盘文件中的初始数据为：

1zhangjin

2lintao

3guojian

4maling

5liuyifan

那么，程序执行后，屏幕显示结果以及磁盘文件中的结果均应该为：

参赛号姓名最高分最低分累积分最后得分

1zhangjin

2lintao

3guojian

4maling

5liuyifan

思考：

可进一步考虑找出比赛的第1至第k名，也在屏幕以及中同时输出相关的结果信息（k小于等于n，并规定若多个选手最后得分相同时，则有效分（即已删除原来的最高分后）中最高分高者名次优先）。

12、设计一个类CStudent，类中包含一个学生的基本数据如下：

编号，姓名，性别，年龄，数学成绩，计算机成绩，外语成绩。

并假设编号为整数，且从1号往后连续编码；姓名为字符串，性别为字符。

如：

1LiPingm18899894

请采用binary文件形式，并使用随机读写处理方式，对自定义CStudent类的对象数据进行存储与读写处理（即是说，总按具有连续编码的编号num为“序”来对文件中的各对象数据进行随机读写处理）。

并设计该类的成员函数，而且对输出运算符“<<”进行重载，使该运算符能够完成将一个学生的信息输出到屏幕上。

要求成员函数完成以下功能：

（1）从键盘输入一个学生的有关信息，并将它们存入到数据文件中（按编号来确定写出位置）。

（2）按编号对学生信息进行检索并将检索结果显示在屏幕上。

（3）按姓名对学生信息进行检索并将检索结果显示在屏幕上。

（4）计算某编号学生的总成绩与平均成绩。

（5）列出所有总成绩超过n分的性别为s同学的有关信息（n,s由用户从键盘输入）。

思考：

可进一步对上述程序进行扩充，如，添加学生基本数据（籍贯，专业，班级，其他各门成绩，奖惩记录等），并添加所需要的其他相关处理函数（如可通过咨询教学办公室管理人员后确立），进而将其编制成为一个简单而实用的小型学籍与成绩管理软件。

13、日期时间显示

（1）定义一个时间类Time，能提供时、分、秒组成的时间，并提供时间增加的方法（按秒）。

（2）定义一个日期类Date，记录年、月、日，并提供日期增加的方法（按天）。

（3）由类Time和日期类Date，派生出DateTime类，除具有年、月、日、时、分、秒外，还增加国名和与格林威治时间的差。

编一应用程序，输入年、月、日、时、分、秒，在屏幕上模拟显示一电子计时器，不断输出下一秒的时间和日期，以及格林威治的日期和时间。

注意，当对日期增加1天后，会涉及所谓的“进位”问题：

首先算出本“日”所在的月份具有的天数N，若加1之后的“日”数值超过所在的月份具有的天数N时，“进位”到月，而月份若超过12时还要“进位”到年。

思考：

可对该类增加你所考虑到的其他功能，如，对日期进行输入，计算二日期的间隔天数，计算某日期为星期几，打印对象当前数据的y年m月的月历，一次增加若干天，对两个日期进行其他比较运算等。

14、某商场有如下的几种货品：

衬衣、鞋子、帽子、裤子、冰箱、电视、立柜、壁橱、沙发。

每一种货物都有详细的说明信息。

衬衣：

布料、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

鞋子：

皮料、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

帽子：

布料、样式（平顶或尖顶）、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

裤子：

布料、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

冰箱：

制冷类型、样式（二门或三门）、颜色、尺寸、单价、产地、库存量、重量、所属货柜；

电视：

样式（彩色或黑白）、颜色、尺寸、单价、产地、库存量、重量、所属货柜；

立柜：

木料、颜色、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

壁橱：

木料、颜色、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

沙发：

木料、皮料、颜色、尺寸、单价、产地、库存量、所属货柜；

对这些商品的操作有：

新商品的录入，商品的进库，商品的出库，商品的调价，所属货柜的管理，库存的统计，总价格的计算，产地的统计。

要求自行设计数据结构，用类结构将上述的货品表示出来。

在上一步的基础上，将上述的商品管理计算机化，完成操作要求的功能。

15、定义并实现一个整数集合类int_set，集合类中cur_size表明当前集合中有几个整数，集合中最多含max_size个整数，存放集合元素的数组是动态的。

要求提供的方法有：

（1）增加一个整数到集合中；

（2）从集合中去掉一个元素；

（3）判断一个元素是否在集合中；

（4）重载<<运算法，输入集合；重载>>运算符输出集合；

（5）分别实现集合的交、并、差运算。

16、高校人员信息管理系统设计

1）问题描述

某高校有四类员工：

教师、实验员、行政人员，教师兼行政人员；共有的信息包括：

编号、姓名、性别、年龄等。

其中，教师还包含的信息有：

所在系部、专业、职称；实验员还包含的信息由：

所在实验室、职务；行政人员还包含的信息有：

政治面貌、职称等。

2）功能要求

（1）添加功能：

程序能够任意添加上述四类人员的记录，可提供选择界面供用户选择所要添加的人员类别，要求员工的编号要唯一，如果添加了重复编号的记录时，则提示数据添加重复并取消添加。

（2）查询功能：

可根据编号、姓名等信息对已添加的记录进行查询，如果未找到，给出相应的提示信息，如果找到，则显示相应的记录信息。

（3）显示功能：

可显示当前系统中所有记录，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意编号的唯一性。

（5）删除功能：

主要实现对已添加的人员记录进行删除。

如果当前系统中没有相应的人员记录，则提示“记录为空！

”并返回操作；否则，输入要删除的人员的编号或姓名，根据所输入的信息删除该人员记录，如果没有找到该人员信息，则提示相应的记录不存。

（6）统计功能：

能根据多种参数进行人员的统计。

能统计四类人员数量以及总数，

统计男、女员工的数量。

（7）保存功能：

可将当前系统中各类人员记录存入文件中，存入方式任意。

（8）读取功能：

可将保存在文件中的人员信息读入到当前系统中，供用户进行使用。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

17、公司员工信息管理系统设计

1）问题描述

某公司需要存储雇员的编号、姓名、性别、所在部门，级别，并进行工资的计算。

其中，雇员分为经理、技术人员、销售人员和销售经理。

设计一程序能够对公司人员进行管理，应用到继承、抽象类、虚函数、虚基类、多态和文件的输入/输出等内容。

2）功能要求

（1）添加功能：

程序能够任意添加上述四类人员的记录，可提供选择界面供用户选择所要添加的人员类别，要求员工的编号要唯一，如果添加了重复编号的记录时，则提示数据添加重复并取消添加。

（2）查询功能：

可根据编号、姓名等信息对已添加的记录进行查询，如果未找到，给出相应的提示信息，如果找到，则显示相应的记录信息；

（3）显示功能：

可显示当前系统中所有记录，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意编号的唯一性。

（5）删除功能：

主要实现对已添加的人员记录进行删除。

如果当前系统中没有相应的人员记录，则提示“记录为空！

”并返回操作；否则，输入要删除的人员的编号或姓名，根据所输入的信息删除该人员记录，如果没有找到该人员信息，则提示相应的记录不存。

（6）统计功能：

能根据多种参数进行人员的统计。

例如，统计四类人员数量以及总数，

或者统计男、女员工的数量等信息。

（7）保存功能：

可将当前系统中各类人员记录存入文件中，存入方式任意。

（8）读取功能：

可将保存在文件中的人员信息读入到当前系统中，供用户进行使用。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

18、媒体库管理系统设计

1）问题描述

图书馆中的资料很多，如果能分类对其资料流通进行管理，将会带来很多方便，因此需要有一个媒体库管理系统。

图书馆共有三大类物品资料：

图书、视频光盘、图画。

这三类物品共同具有的属性有：

编号、标题、作者、评级（未评级，一般，成人，儿童）等。

其中图书类增加出版社、ISBN号、页数等信息；视频光盘类增加出品者的名字、出品年份和视频时长等信息；图画类增加出品国籍、作品的长和宽（以厘米计，整数）等信息。

2）功能要求

（1）添加物品：

主要完成图书馆三类物品信息的添加，要求编号唯一。

当添加了重复的编号时，则提示数据添加重复并取消添加；当物品库已满，则提示不能再添加新的数据。

（2）查询物品

可按照三种方式来查询物品，分别为：

按标题查询：

输入标题，输出所查询的信息，若不存在该记录，则提示“该标题不存在！

”；

按编号查询：

输入编号，输出所查询的信息，若不存在该记录，则提示“该编号不存在！

”；

按类别查询：

输入类别，输出所查询的信息，若不存在记录，则提示“该类别没有物品！

”；

（3）显示物品库：

输出当前物品库中所有物品信息，每条记录占据一行。

（4）编辑物品：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意编号的唯一性。

（5）删除物品：

主要完成图书馆物品信息的删除。

如果当前物品库为空，则提示“物品库为空！

”，并返回操作；否则，输入要删除的编号，根据编号删除该物品的记录，如果该编号不在物品库中，则提示“该编号不存在”。

（6）统计信息

输出当前物品库中总物品数，以及按物品类别，统计出当前物品中各类别的物品数并显示。

（7）物品存盘：

将当前程序中的物品信息存入文件中。

（8）读出物品：

从文件中将物品信息读入程序。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

19、车辆管理系统设计

1）问题描述

车辆管理系统主要负责各种车辆的常规信息管理工作。

系统中的车辆主要有大客车、小轿车和卡车。

每种车辆有车辆编号、车牌号、车辆制造公司、车辆购买时间、车辆型号（大客车、小轿车和卡车）、总公里数、耗油量/公里、基本维护费用、养路费、累计总费用等信息。

大客车还有载客量（最大载客数）信息，小轿车还有箱数（两厢或三厢）信息，卡车还有载重量等信息。

每台车辆当月总费用=油价*耗油量/公里+基本维护费用。

基本维护费用：

客车：

2000元/月，小轿车：

1000元/月，卡车：

1500元/月

2）功能要求

（1）添加车辆：

主要完成车辆信息的添加，要求编号唯一。

当添加了重复的编号时，则提示数据添加重复并取消添加；当车辆信息库已满，则提示不能再添加新的数据。

（2）查询车辆：

可按照三种方式来查询物品，分别为：

按车辆制造公司查询：

输入车辆制造公司，输出所查询的信息，若不存在该记录，则提示“该车辆制造公司不存在！

”；

按编号查询：

输入编号，输出所查询的信息，若不存在该记录，则提示“该编号不存在！

”；

按类别查询：

输入类别，输出所查询的信息，若不存在记录，则提示“该类别没有车辆！

”；

（3）显示车辆信息库：

输出当前车辆信息库中所有车辆信息，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意编号的唯一性。

（5）删除车辆：

主要完成车辆信息的删除。

如果当前车辆信息库为空，则提示“车辆信息库为空！

”，并返回操作；否则，输入要删除的编号，根据编号删除该车辆的记录，如果该编号不在车辆信息库库中，则提示“该编号不存在”。

（6）统计信息

输出当前车辆信息库中总物品数，以及按车辆类别，统计出当前车辆信息库中各类别的物品数并显示。

（7）车辆信息存盘：

将当前程序中的车辆信息存入文件中。

（8）读出车辆信息：

从文件中将车辆信息读入程序。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

20、学生选修课程系统设计

1）问题描述

高校中学生信息包括：

学号、姓名、性别、年龄、系别、班级、联系方式等信息。

课程信息包括：

课程代码、课程名称、课程性质、总学时、学分、开课学期、选修人数等信息。

学生可对课程信息进行查询，选修符合要求的课程。

根据课程信息和学生信息完成对课程的选修，需要专门的一个管理类来完成选修工作。

2）功能要求

（1）添加功能：

程序能够任意添加课程和学生记录，可提供选择界面供用户选择所要添加的类别，要求编号要唯一，如果添加了重复编号的记录时，则提示数据添加重复并取消添加。

（2）查询功能：

可根据编号、姓名等信息对已添加的学生和课程记录进行查询，如果未找到，给出相应的提示信息，如果找到，则显示相应的记录信息。

（3）显示功能：

可显示当前系统中所有学生和课程的记录，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意编号的唯一性。

（5）删除功能：

主要实现对已添加的学生和课程记录进行删除。

如果当前系统中没有相应的记录，则提示“记录为空！

”并返回操作。

（6）统计功能：

能根据多种参数进行统计。

能统计学生人数、课程的门数、选修某门课程的学生的相关信息。

（7）保存功能：

可将当前系统中各类记录存入文件中，存入方式任意。

（8）读取功能：

可将保存在文件中的信息读入到当前系统中，供用户进行使用。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

21、学生成绩管理系统设计

1）问题描述

学生信息包括：

学号、姓名、性别、年龄、班级等信息。

小学生除了包括学生所有信息外，还包括英语、数学和语文成绩。

中学生除了包括小学生所有信息外，还包括地理、历史成绩。

大学生除了包括学生所有信息外，还包括专业、英语、程序设计和高等数学等课程。

设计一程序能够对学生成绩进行管理，应用到继承、抽象类、虚函数、虚基类、多态和文件的输入/输出等内容。

2）功能要求

（1）添加功能：

程序能够添加不同学生的记录，提供选择界面供用户选择所要添加的类别，要求学号要唯一，如果添加了重复学号的记录时，则提示数据添加重复并取消添加。

（2）查询功能：

可根据学号、姓名等信息对已添加的学生记录进行查询，如果未找到，给出相应的提示信息，如果找到，则显示相应的记录信息。

（3）显示功能：

可显示当前系统中所有学生的记录，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意学号的唯一性。

（5）删除功能：

主要实现对已添加的学生记录进行删除。

如果当前系统中没有相应的记录，则提示“记录为空！

”并返回操作。

（6）统计功能：

能根据多种参数进行统计。

能统计学生人数、总分、单科的平均分等。

（7）保存功能：

可将当前系统中各类记录存入文件中，存入方式任意。

（8）读取功能：

可将保存在文件中的信息读入到当前系统中，供用户进行使用。

（9）排序功能：

可按总分和单科成绩排名次。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

22、学生信息管理系统设计

1）问题描述

学生信息包括：

学号、姓名、性别、年龄、班级等信息。

小学生除了包括学生所有信息外，还包括英语、数学和语文成绩。

中学生除了包括小学生所有信息外，还包括地理、历史成绩、家庭住址等信息。

大学生除了包括学生所有信息外，还包括专业、家庭地址、联系方式等信息。

2）功能要求

（1）添加功能：

程序能够添加不同学生的记录，提供选择界面供用户选择所要添加的类别，要求学号要唯一，如果添加了重复学号的记录时，则提示数据添加重复并取消添加。

（2）查询功能：

可根据学号、姓名等信息对已添加的学生记录进行查询，如果未找到，给出相应的提示信息，如果找到，则显示相应的记录信息。

（3）显示功能：

可显示当前系统中所有学生的记录，每条记录占据一行。

（4）编辑功能：

可根据查询结果对相应的记录进行修改，修改时注意学号的唯一性。

（5）删除功能：

主要实现对已添加的学生记录进行删除。

如果当前系统中没有相应的记录，则提示“记录为空！

”并返回操作。

（6）统计功能：

能根据多种参数进行统计。

能统计学生人数、按性别统计、按年龄统计等。

（7）保存功能：

可将当前系统中各类记录存入文件中，存入方式任意。

（8）读取功能：

可将保存在文件中的信息读入到当前系统中，供用户进行使用。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

23、分数计算器设计

1）问题描述

定义一个整数类。

定义一个分数类，由整数类派生。

能对分数进行各种计算和输入/输出。

2）功能要求

（1）定义整数类和分数类。

其中，包括构造函数、析构函数、显示函数等。

（2）输入/输出：

对流提取和流插入运算符进行重载。

（3）计算功能：

可进行分数的加、减、乘和除法运算。

（4）化简功能：

将分数化简为最简分数。

（5）异常处理功能：

分数中分母不能为零。

（6）菜单功能：

每种功能的操作都是在菜单中进行相应选择。

3）问题的解决方案

根据系统功能要求，可以将问题解决分为以下步骤：

（1）应用系统分析，建立该系统的功能模块框图以及界面的组织和设计；

（2）分析系统中的各个实体及它们之间的关系；

（3）根据问题描述，设计系统的类层次；

（4）完成类层次中各个类的描述；

（5）完成类中各个成员函数的定义；

（6）完成系统的应用模块；

（7）功能调试；

（8）完成系统总结报告。

24、高校水电费管理系统设计

1）问题描述

住宿学生信息包括：

学号、姓名、性别、年龄、班级、用电量、用水量等信息。

教工信息包括职工号、姓名、性别、年龄、工作部门、用电量、用水量等信息。

能计算出学生和教工每月所要交的电费和水费。

定义一个人员类