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【C++——面向对象编程综合案例】

news 2025/10/11 8:48:40

利用多态实现计算机的加减乘除等计算：

菜单：
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思路：
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混淆点：插入多态纯虚函数实现运算与运算符重载的区别

1. 运算符重载的“符号限制”背景

在 C++ 中，自定义类型（如Calculator 类）本身不支持直接使用内置运算符（ + 、* 等），因为编译器不知道对自定义类型的这些运算符该如何执行。因此，如果要让自定义类型支持运算符，必须手动“重载”运算符，告诉编译器针对该类型的运算符逻辑是什么。

例如，如果有一个 MyInt 类，想让 MyInt a, b; a + b; 能正常计算，就必须为 MyInt 重载 + 运算符。

2. 多态（纯虚函数）场景的“运算符可用”原因

本篇实现是通过纯虚函数 + 继承多态来模拟计算器：

假设基类 AbstractCalculator 中定义了纯虚函数 getResult() ，并包含用于存储操作数的成员（比如 num1 、 num2 ）。
子类（如 PowCalculator 、 SqrtCalculator ）通过重写 getResult() ，在函数内部调用 C++ 标准库的内置函数或运算符来完成计算。

以 PowCalculator 的 return num1 * num1; 为例：这里的 num1 应该是基本数据类型（如 double ），而不是自定义类对象。

因为 C++ 对基本数据类型的运算符是原生支持的（编译器早就知道 double 类型的 * 该怎么计算），所以可以直接使用。

小结

两者的核心区别在于操作数的类型：

若操作数是自定义类对象，则必须通过运算符重载告诉编译器如何执行运算符。
若操作数是C++ 基本数据类型（如 int 、 double ），则编译器原生支持其运算符，可直接使用。

代码中是对基本数据类型的操作，因此能直接用运算符；而之前学的运算符重载是针对自定义类的场景。

头文件

abstrCal.h(抽象类)：

代码：

#pragma onceclass AbstractCalculator {
public:virtual double getResult() = 0;double num1, num2;
};

chCal.h（包含各种计算方法的类）：

代码：

#pragma once
#include<iostream>
#include"abstrCal.h"//加
class AddCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return num1 + num2;}
};
//减
class SubCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return num1 - num2;}
};
//乘
class MulCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return num1 * num2;}
};
//除
class DivCalculate :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return num1 / num2;}
};
//取余
class SurCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return (int)num1 % (int)num2; //转化成整型进行取余}
};
//乘方
class PowCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return num1 * num1;}
};
//开根
class SqrtCalculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return sqrt(num1);}
};
//次幂
class Pow1Calculator :public AbstractCalculator {
public:double getResult() {return pow(num1, num2);//计算num1的num2次方}
};

myFunc.h(包含各种待实现的计算方法和界面布置)

代码：

#pragma once
#include<iostream>
#include"chCal.h"
using namespace std;void menu();
void Add(int a, int b);
void Sub(int a, int b);
void Mul(int a, int b);
void Div(int a, int b);
void Sur(int a, int b);
void Pow(int a);
void Sqrt(int a);
void Pow1(int a, int b);

myCal.h(包含该项目的所有头文件)

功能实现

myFunc.cpp(实现myFunc.h里面的所有方法)

代码：

#include<iostream>
#include"myFunc.h"
using namespace std;void menu() {cout<< "*********************************" << endl<< "************ 1.加法 *************" << endl<< "************ 2.减法 *************" << endl<< "************ 3.乘法 *************" << endl<< "************ 4.除法 *************" << endl<< "************ 5.取余 *************" << endl<< "************ 6.乘方 *************" << endl<< "************ 7.开根 *************" << endl<< "************ 8.次幂 *************" << endl<< "************ Q.退出 *************" << endl<< "*********************************" << endl;
}void Add(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >> a >> b;AbstractCalculator* p = new AddCalculator;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->num1 << "+" << p->num2 << "=" << p->getResult() << endl;delete p;cout << "按任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Sub(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >> a >> b;AbstractCalculator* p = new SurCalculator;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->num1 << "-" << p->num2 << "=" << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Mul(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >>a >>b;AbstractCalculator* p = new MulCalculator;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->num1 << "*" << p->num2 << "=" << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Div(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >> a >> b;AbstractCalculator* p = new DivCalculate;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->num1 << "/" << p->num2 << "=" << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Sur(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >> a >> b;AbstractCalculator* p = new SurCalculator;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->num1 << "%" << p->num2 << "=" << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Pow(int a) {cout << "请输入a的值" << endl;cin >> a ;AbstractCalculator* p = new PowCalculator;p->num1 = a;cout << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Sqrt(int a) {cout << "请输入a" << endl;cin >> a;AbstractCalculator* p = new SqrtCalculator;p->num1 = a;cout  << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}
void Pow1(int a, int b) {cout << "请输入a和b的值" << endl;cin >> a >> b;AbstractCalculator* p = new PowCalculator;p->num1 = a;p->num2 = b;cout << p->getResult() << endl;delete p;cout << "请输入任意键继续" << endl;system("pause");system("cls");
}

main函数

int main() {char select;double a = 0, b = 0;while (1) {menu();cout << "请选择序号进行计算:"<<endl;cin >> select;switch (select) {case '1':Add(a, b);break;case '2':Sub(a, b);break;case'3':Mul(a, b);break;case'4':Div(a, b);break;case'5':Sur(a, b);break;case '6':Pow(a); //乘方break;case '7':Sqrt(a); //开根break;case '8':Pow1(a, b); //次幂break;case'Q':cout << "确定退出吗（Y/N）" << endl;cin >> select;if (select == 'Y') {cout << "欢迎下次使用" << endl;return 0;break;}default:exit(0);break;}}system("pause");return 0;
}