实验 3 对象数组与对象指针

1 ．实验目的

(1) 掌握数组与指针的定义与使用方法。

(2) 理解数组与指针的存储分配与表示。

(3) 学习向函数传递数组的方法。

(4) 学习用指针和引用向函数传递参数。

(5) 学习静态数据成员和静态成员函数的使用。

(6) 理解友元与友元函数的作用与使用方法。

2 ．实验基本要求

(1) 设计一个矩阵类 Matrix( 矩阵由二维数组实现 ) ，有分配空间和对矩阵赋值的功能。

(2) 练习将这个矩阵类的对象作为参数传送到函数 Mul() ，用普通、指针和引用三种方法实现，并要注意这三种方式的区别。

    ①直接传送： Mul(Matrix a ， Matrix b) 。实际上只是传送值，在函数中针对对象的任何修改均不影响该对象本身。

    ②指针传送： Mul(Matrix *pa ， Matrix *pb) 。要注意指针的级数。

    ③引用传送： Mul(Matrix & a ， Matrix & b) 。这种调用将影响参数的实际值。

(3) 将 Mul() 函数实现：完成对传送的两个 Matrix 对象的相乘运算。下面给出矩阵相乘的算法：

    ①矩阵 a[i][j] 与矩阵 b[x][y] 相乘，条件是 j==x 。

    ②乘积是一个新的矩阵 c[i][y] ，其中 c[i][y] 的值是∑ (a[i][k]* b[k][y]) ，其中 K ＝ 0,l,…,j

(4) 在 Matrix 类中定义一个静态数据成员，记录当前的所有 Matrix 对象的数量。

(5) 定义一个友元函数实现转置的功能。转置是指将数组中 a[i][j] 与 a[j] [i] 的值对调。

3 ．实验基本步骤

(1) 建立一个工程。在工程中定义一个 Matrix 类，在构造函数中根据参数创建数据成员：一个二维数组。提示：用构造函数记录二维数组的大小 (unsigned int x ， unsigned int y) 。类中实际定义的二维数组的数据成员是一个指针 ( 二级指针 ) ， int **pMatrix 。 在构造函数中根据传送的参数为这个二维数组分配空间： pMatrix ＝ newint[x][y] 。

(2) 设计成员函数，完成对数组的赋值的功能。本例中定义的成员函数为 SetValue(unsigned int x ， unsigned int y ， int value) 。

(3) 参考以上的说明，以常用三种方式实现向 Mul() 函数传送参数，并返回矩阵相乘的结果。

(4) 在类中定义一个静态的数据成员 ObjectAliveNo ，记录当前共有几个 Matrix 类的对象。实现方法：可以在对象的构造函数中向该数据成员报告 ( 使静态数据成员加 1) ；在析构函数中也向该数据成员报告 ( 使静态数据成员减 1) 。并要注意，在程序开始时，给这个静态数据成员赋初值。

(5) 在 Matrix 类中定义一个友元函数，使其具有对 Matrix 类的对象内的数组进行转置的功能。

 

#include  < iostream >
using   namespace  std;
class  Matrix
{
private :
     int  rows,columns;
public :
int   ** pMatrix;
Matrix(  int  rows, int  columns);
Matrix(Matrix &  );
~ Matrix();
int  GetRows();
int  GetColumns();
void  SetValue();
void  Mul(Matrix  &  a,Matrix  &  b);


} ;

int  Matrix::GetRows() { return  rows;} ;
int  Matrix::GetColumns() { return  columns;} ;

// 构造函数
Matrix::Matrix( int  x, int  y)
{
rows = x;
columns = y;
pMatrix = new   int *  [x];
for ( int  i = 0 ; i < x; i ++ )
  pMatrix[i] = new   int  [y];
}

// 析构函数
Matrix:: ~ Matrix()
{
for ( int  i = 0 ;i < columns;i ++ )
  delete []pMatrix[i];
    delete[] pMatrix;
}

// 赋值函数
void  Matrix::SetValue()
{
     int  i,j,value;
     for ( i = 0 ; i < rows; i ++ )
{
   for ( j = 0 ; j < columns; j ++ )
   {
   cout << " 第 " << i << " 行 " ;
   cout << " 第 " << j << " 列: " ;
   cin >> value;
   cout << endl;
   pMatrix[i][j] = value;
  }
}
}

// 拷贝构造函数
Matrix::Matrix(Matrix &  M)
{
for ( int  i = 0 ; i < M.rows; i ++ )
   for ( int  j = 0 ; j < M.columns; j ++ )
   pMatrix[i][j] = M.pMatrix[i][j];      /**/ /// 这样对么？
}

void  Matrix::Mul( Matrix  &  a, Matrix  &  b)
{
Matrix c(a.GetRows(),b.GetColumns());
int  temp = 0 ;
     for ( int  ai = 0 ;ai < a.GetRows();ai ++ )
{

   for ( int  bj = 0 ;bj < b.GetColumns();bj ++ )
   {
    for ( int  aj = 0 ;aj < a.GetColumns();aj ++ )
    temp = temp + a.pMatrix[ai][aj] * b.pMatrix[aj][bj];
   c.pMatrix[ai][bj] = temp;
   temp = 0 ;
  }
}
for ( int  i = 0 ;i < c.GetRows();i ++ ) { // 输出相乘后的矩阵
   cout << ' \n ' ;
   for ( int  j = 0 ;j < c.GetColumns();j ++ )
   cout << c.pMatrix[i][j] << "    " ;
 }
}
// 主函数
int  main()
{
Matrix Ma( 2 , 2 ),Mb( 2 , 2 );
Ma.SetValue();
Mb.SetValue();

for ( int  i = 0 ;i < Ma.GetRows();i ++ )
{
    cout << ' \n ' ;
   for ( int  j = 0 ;j < Ma.GetColumns();j ++ )
   cout << Ma.pMatrix[i][j] << "   " ;
}
cout << endl;
Matrix Mc( 2 , 2 );
Mc.Mul(Ma,Mb);
/**/ /*
for(int i=0;i<Mc.GetRows();i++)
{
    cout<<'\n';
  for(int j=0;j<Mc.GetColumns();j++)
   cout<<Mc.pMatrix[i][j]<<" ";
}
*/
return   0 ;
}