【C++面向对象——类与对象】CPU类（头歌实践教学平台习题）【合集】

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任务描述

相关知识

一、类的声明和使用

1. 类的声明基础

2. 类的访问控制

3. 类的使用

二、类的声明和对象的声明

1. 类声明中的函数定义

2. 对象声明的多种方式

三、构造函数和析构函数的执行过程

1. 构造函数

2. 析构函数

实验步骤

测试说明

通关代码

测试结果

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任务描述

本关任务：声明一个CPU类，包含等级（rank）、频率（frequency）、电压（voltage）等属性，以及两个公有成员函数run、stop。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：

1. 类的声明和使用。
2. 类的声明和对象的声明。
3. 构造函数和析构函数的执行。

一、类的声明和使用

1. 类的声明基础

• 在 C++ 中，类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员，包括数据成员（变量）和成员函数（方法）。一个简单的类声明示例如下：

class MyClass {
public:int myVariable;void myFunction() {// 函数体，这里可以对数据成员进行操作myVariable = 10;}
};

• 在这个例子中，MyClass是类名，myVariable是数据成员，myFunction是成员函数。public关键字表示这些成员可以在类的外部访问。

2. 类的访问控制

• 除了public，还有private和protected访问控制符。private成员只能在类的内部访问，protected成员可以在类内部和派生类（继承关系中的子类）中访问。例如：

class MyClass {
private:int privateVariable;
protected:int protectedVariable;
public:int publicVariable;void accessMembers() {privateVariable = 1;  // 在类内部可以访问private成员protectedVariable = 2;publicVariable = 3;}
};

3. 类的使用

• 声明了类之后，可以通过创建对象来使用它。对象是类的一个实例，占用内存空间并存储类的数据成员的值。创建对象的语法如下：

MyClass object;

• 这里object是MyClass类的一个对象。可以通过对象访问类的成员，如：

object.publicVariable = 5;
object.myFunction();

二、类的声明和对象的声明

1. 类声明中的函数定义

• 成员函数可以在类内部定义，也可以在类外部定义。如果在类外部定义，需要使用作用域解析运算符::来指定函数所属的类。例如：

class MyClass {
public:int myVariable;void myFunction();
};
void MyClass::myFunction() {myVariable = 20;
}

2. 对象声明的多种方式

• 在栈上声明对象：这是最常见的方式，对象的内存由编译器自动分配和释放。例如：

MyClass stackObject;

• 在堆上声明对象：使用new关键字在堆上动态分配内存来创建对象。这种方式需要手动释放内存，使用delete关键字。例如：

MyClass* heapObject = new MyClass;
// 使用对象
delete heapObject;

• 对象数组声明：可以声明对象数组，例如：

MyClass arrayOfObjects[5];

三、构造函数和析构函数的执行过程

1. 构造函数

• 构造函数是一种特殊的成员函数，用于在创建对象时初始化对象的数据成员。构造函数的名称与类名相同，没有返回值类型（包括void）。例如：

class MyClass {
public:int value;MyClass() {value = 0;}
};

• 这是一个默认构造函数，当创建MyClass对象时，如果没有提供初始化参数，就会调用这个默认构造函数。也可以有带参数的构造函数，例如：

class MyClass {
public:int value;MyClass(int initValue) {value = initValue;}
};

• 构造函数的执行时机是在对象创建时。例如：

MyClass object1;  // 调用默认构造函数
MyClass object2(5);  // 调用带参数的构造函数，参数为5

2. 析构函数

• 析构函数是在对象销毁时自动调用的特殊成员函数，用于清理对象占用的资源。析构函数的名称是在类名前加~。例如：

class MyClass {
public:int* dynamicArray;MyClass() {dynamicArray = new int[10];}~MyClass() {delete[] dynamicArray;}
};

• 在这个例子中，构造函数中动态分配了一个整数数组，析构函数用于释放这个数组占用的内存。析构函数的执行时机是在对象生命周期结束时，比如对象所在的作用域结束（如果是栈对象）或者使用delete释放堆对象时。例如：

{MyClass localObject;// 对象在这个作用域内有效
}  // 作用域结束，localObject的析构函数被调用
MyClass* pointerObject = new MyClass;
// 使用对象
delete pointerObject;  // 调用析构函数

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实验步骤

1. 定义一个枚举类型 CPU_Rank，其形式为 enum CPU_Rank {P1 = 1, P2, P3, P4, P5, P6, P7}，以此来表征 CPU 的不同等级。
2. 声明 CPU 类，在类中设置等级（rank）、频率（frequency）、电压（voltage）等数据成员，并将它们设置为私有属性，以确保数据的封装性和安全性。
3. 声明成员函数 run 和 stop，这两个函数的功能是输出相应的提示信息，从而直观地展示函数的执行情况。
4. 在构造函数和析构函数中也添加输出提示信息的语句，以便清晰地观察对象的创建与销毁过程。
5. 在主程序中创建一个 CPU 类的对象，并调用其成员函数，在此过程中仔细观察类对象的构造与析构的先后顺序，以及各个成员函数被调用时的具体情况，深入理解类与对象在 C++ 程序中的运行机制。

测试说明

根据提示，在右侧编辑器补充代码，平台会对你编写的代码进行测试。

预期输出：

构造了一个CPU!
CPU开始运行!
CPU停止运行!
析构了一个CPU!

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通关代码

#include <iostream>
using namespace std;enum CPU_Rank {P1=1,P2,P3,P4,P5,P6,P7};
class CPU
{
private:CPU_Rank rank;int frequency;float voltage;
public:CPU (CPU_Rank r, int f, float v){/********** Begin **********/rank = r;frequency = f;voltage = v;cout << "构造了一个CPU!"<<endl;/********** End **********/}~CPU () { /********** Begin **********/cout<<"析构了一个CPU!"<<endl;/********** End **********/}CPU_Rank GetRank() const { return rank; }int GetFrequency() const { return frequency; }float GetVoltage() const { return voltage; }void SetRank(CPU_Rank r) { rank = r; }void SetFrequency(int f) { frequency = f; }void SetVoltage(float v) { voltage = v; }void Run() {/********** Begin **********/cout <<"CPU开始运行!"<<endl;/********** End **********/}void Stop() {/********** Begin **********/cout <<"CPU停止运行!"<<endl;/********** End **********/}
};int main()
{CPU a(P6,300,2.8);a.Run();a.Stop();
}

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测试结果