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【C++】图形CMatrix类设计

一、实验目的与要求

通过构造析构函数、运算符重载与友元函数实验CMatrix类设计。

二、实验结果

地址转发表数据的变化 来理解自学习数据帧源地址功能。

三、实验分析与总结

通过此次实验在C++课程中首次着手实践编码实现了对构造函数、析构函数、运算符重载四与友元函数的编码。同时在这基础上理解并完成了对CMatrix类的设计与编码。

编码实现了多个带参数与不带参数的构造函数，例如CMatrix()、CMatrix(int nRow, int nCol, double* pData = NULL)、 CMatrix(const CMatrix& m)、CMatrix(const char* strPath)等。同时也构造了析构函数 ~CMatrix()用于调用Release函数以释放内存。

并且了解与掌握了对运算符例如：=、+=，下标操作符例如：()、[]，与赋值运算符的重载。同时也深入了解与学会了运用强制类型转换与友元函数。在实验中友元函数主要用于输入与输出运算符：<<与>>。虽然operator*（）函数是在类的声明中声明的，但它不是类的成员函数，因此一定不能使用成员运算符来调用它，虽然operator*（）函数不是成员函数，但他与成员函数的访问权限是相同的。因为一个类将对其非公有成员的访问权限授予其他函数或者类，会破坏该类的封装性，降低该类的可靠性和可维护性。所以在实验中我们使用友元函数解决了该问题，使得虽然是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员，而其他非友元的类无法访问，保护数据安全的同时又能够进行友元间的信息获取与交流，很好的解决了该问题。 

四、实验源代码

1.main.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "CMatrix.h"
void CAdd()
{	
	printf("Enter two numbers:\n");
	int v1, v2;
	scanf("%d%d",&v1,&v2);
	printf( "The sum of %d and %d is %d\n",v1,v2,v1+v2);
 }
 using namespace std; 
 void CPPAdd()
 {
	cout<< "Enter two numbers:" << "\n";
	int v1, v2;
	cin>> v1>>v2;
	cout<< "The sum of "<<v1<<" and "<< v2<<" is "<<v1+v2<<"\n";
 }
int main(int argc, char** argv) {
	double pData[10] = { 2,3,4,5 };
	CMatrix m1, m2(2, 5, pData);
	cin >> m1;
	m2.Set(1, 3, 10);
	cout << m1 << m2;
	return 0;
}

2.CMatrix.h

#ifndef CMATRIX_H 
#define CMATRIX_H
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CMatrix
{
public:
	CMatrix();
	CMatrix(int nRow, int nCol, double* pData = NULL);
	CMatrix(const CMatrix& m);
	CMatrix(const char* strPath);
	~CMatrix();
	bool Create(int nRow, int nCol, double* pData = NULL);
	void Set(int nRow, int nCol, double dVale);
	void Release();
	friend istream & operator>>(istream& is, CMatrix & m);
	friend ostream & operator<<(ostream& os, const CMatrix & m);

	CMatrix& operator=(const CMatrix& m);
	CMatrix& operator+=(const CMatrix& m);


	double & operator[](int nIndex);
	double & operator()(int nRow, int nCol);
	bool operator ==(const CMatrix& m);
	bool operator !=(const CMatrix& m);
	operator double();

private:
	int m_nRow;
	int m_nCol;
	double* m_pData;
};
CMatrix operator+(const CMatrix& m1, const CMatrix& m2);

inline void CMatrix::Set(int nRow, int nCol, double dVal)
{
	m_pData[nRow * m_nCol + nCol] = dVal;
}
#endif

3.CMatrix.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "CMatrix.h"
CMatrix::CMatrix() : m_nRow(0), m_nCol(0), m_pData(0){}
CMatrix::CMatrix(int nRow, int nCol, double* pData):m_pData(0){
	Create(nRow, nCol, pData);
}
CMatrix::CMatrix(const CMatrix& m) : m_pData(0){
	*this = m;
}
CMatrix::CMatrix(const char * strPath){
	m_pData = 0;
	m_nRow = m_nCol = 0;
	ifstream cin(strPath);
	cin>>*this;
}
CMatrix::~CMatrix(){
	Release();
}
bool CMatrix::Create(int nRow, int nCol, double* pData){
	Release();
	m_pData = new double[nRow * nCol];
	m_nRow = nRow;
	m_nCol = nCol;
	if (pData){
		memcpy(m_pData, pData, nRow * nCol * sizeof(double));
	}
	return true;
}
void CMatrix::Release(){
	if (m_pData){
		delete[]m_pData;
		m_pData = NULL;
	}
	m_nRow = m_nCol = 0;
}
CMatrix& CMatrix::operator=(const CMatrix& m){
	m_pData = 0;
	m_nRow = m_nCol = 0;
	Create(m.m_nRow, m.m_nCol, m.m_pData);
}
CMatrix& CMatrix::operator+=(const CMatrix& m){
	assert(m_nRow == m.m_nRow && m_nCol == m.m_nCol);
	for (int i = 0; i < m_nRow * m_nCol; i++){
		m_pData[i] += m.m_pData[i];
	}
	return *this;
}
CMatrix operator+(const CMatrix& m1,const CMatrix& m2){
 	CMatrix m3(m1);
 	m3 += m2;
 	return m3;
}
double& CMatrix::operator[](int nIndex){
	assert(nIndex<m_nRow*m_nCol);
    return m_pData[nIndex];
}
double& CMatrix::operator()(int nRow, int nCol){
	assert(nRow*m_nCol+nCol<m_nRow*m_nCol);
	return m_pData[nRow*m_nCol+nCol];
}
bool CMatrix::operator==(const CMatrix& m){
	if(!(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol)){
		return false;
	}
	for(int i=0;i<m_nRow*m_nCol;i++){
		if(m_pData[i]!=m.m_pData[i])
		{
			return false;
		}
	}
	return true;
}
bool CMatrix::operator!=(const CMatrix& m){
	return !((*this)==m);
}
CMatrix::operator double(){
	double dS=0;
	for(int i=0;i<m_nRow*m_nCol;i++){
		dS+=m_pData[i];
	}
	return dS;
}
istream & operator >>(istream& is, CMatrix& m){
	is >> m.m_nRow >> m.m_nCol;
	m.Create(m.m_nRow, m.m_nCol);
	for (int i = 0; i < m.m_nRow * m.m_nCol; i++){
		is >> m.m_pData[i];
	}
	return is;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const CMatrix& m){
	os << m.m_nRow << " "<<m.m_nCol << endl;
	double* pData = m.m_pData;
	for (int  i = 0; i < m.m_nRow; i++){
		for (int j = 0; j < m.m_nCol; j++){
			os << *pData++ << " ";
		}
		os << endl;
	}
	return os;
}