实验四 组合与继承

TASK1

GradeCalc.hpp

#pragma once

#include <vector>
#include <array>
#include <string>

class GradeCalc {
public:
    GradeCalc(const std::string &cname);      
    void input(int n);                         // 录入n个成绩
    void output() const;                      // 输出成绩
    void sort(bool ascending = false);        // 排序 (默认降序)
    int min() const;                          // 返回最低分(如成绩未录入,返回-1)
    int max() const;                          // 返回最高分 (如成绩未录入,返回-1)
    double average() const;                   // 返回平均分 (如成绩未录入,返回0.0)
    void info();                      // 输出课程成绩信息 

private:
    void compute();     // 成绩统计

private:
    std::string course_name;     // 课程名
    std::vector<int> grades;     // 课程成绩
    std::array<int, 5> counts;      // 保存各分数段人数([0, 60), [60, 70), [70, 80), [80, 90), [90, 100]
    std::array<double, 5> rates;    // 保存各分数段人数占比 
    bool is_dirty;      // 脏标记,记录是否成绩信息有变更
};

GradeCalc.cpp

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
#include <vector>

#include "GradeCalc.hpp"

GradeCalc::GradeCalc(const std::string &cname):course_name{cname},is_dirty{true} {
    counts.fill(0);
    rates.fill(0);   
}

void GradeCalc::input(int n) {
    if(n < 0) {
        std::cerr << "无效输入! 人数不能为负数\n";
        std::exit(1);
    }

    grades.reserve(n);

    int grade;

    for(int i = 0; i < n;) {
        std::cin >> grade;

        if(grade < 0 || grade > 100) {
            std::cerr << "无效输入! 分数须在[0,100]\n";
            continue;
        }
        
        grades.push_back(grade);
        ++i;
    }

    is_dirty = true;  // 设置脏标记:成绩信息有变更
}

void GradeCalc::output() const {
    for(auto grade: grades)
        std::cout << grade << ' ';
    std::cout << std::endl;
}
    
void GradeCalc::sort(bool ascending) {
    if(ascending)
        std::sort(grades.begin(), grades.end());
    else
        std::sort(grades.begin(), grades.end(), std::greater<int>());
}

int GradeCalc::min() const {
    if(grades.empty())
        return -1;

    auto it = std::min_element(grades.begin(), grades.end());
    return *it;
}

int GradeCalc::max() const {
    if(grades.empty()) 
        return -1;

    auto it = std::max_element(grades.begin(), grades.end());
    return *it;
}

double GradeCalc::average() const {
    if(grades.empty())
        return 0.0;

    double avg = std::accumulate(grades.begin(), grades.end(), 0.0)/grades.size();
    return avg;
}

void GradeCalc::info() {
    if(is_dirty) 
       compute();

    std::cout << "课程名称:\t" << course_name << std::endl;
    std::cout << "平均分:\t" << std::fixed << std::setprecision(2) << average() << std::endl;
    std::cout << "最高分:\t" << max() << std::endl;
    std::cout << "最低分:\t" << min() << std::endl;

    const std::array<std::string, 5> grade_range{"[0, 60) ", 
                                           "[60, 70)", 
                                           "[70, 80)",
                                           "[80, 90)", 
                                           "[90, 100]"};
    
    for(int i = static_cast<int>(grade_range.size())-1; i >= 0; --i)
        std::cout << grade_range[i] << "\t: " << counts[i] << "人\t"
                  << std::fixed << std::setprecision(2) << rates[i]*100 << "%\n";
}

void GradeCalc::compute() {
    if(grades.empty())
        return;

    counts.fill(0); 
    rates.fill(0.0);

    // 统计各分数段人数
    for(auto grade:grades) {
        if(grade < 60)
            ++counts[0];        // [0, 60)
        else if (grade < 70)
            ++counts[1];        // [60, 70)
        else if (grade < 80)
            ++counts[2];        // [70, 80)
        else if (grade < 90)
            ++counts[3];        // [80, 90)
        else
            ++counts[4];        // [90, 100]
    }

    // 统计各分数段比例
    for(size_t i = 0; i < rates.size(); ++i)
        rates[i] = counts[i] * 1.0 / grades.size();
    
    is_dirty = false;  // 更新脏标记
}

task1.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "GradeCalc.hpp"

void test() {
    GradeCalc c1("OOP");

    std::cout << "录入成绩:\n";
    c1.input(5);

    std::cout << "输出成绩:\n";
    c1.output();

    std::cout << "排序后成绩:\n";
    c1.sort(); c1.output();

    std::cout << "*************成绩统计信息*************\n";
    c1.info();

}

int main() {
    test();
}

image

Q1

std::string course_name;
功能:std::string 作为字符串类,用于存储课程名称的文本数据。
std::vector grades;
功能:std::vector 作为动态数组容器,用于存储多个学生的成绩数据,支持动态增删和随机访问。
std::array<int, 5> counts;
功能:std::array<int, 5> 作为固定大小数组容器,用于存储 5 个分数段的人数统计结果,保证大小固定且内存连续。
std::array<double, 5> rates;
功能:std::array<double, 5> 作为固定大小数组容器,用于存储 5 个分数段的比例统计结果,保证大小固定且内存连续。
bool is_dirty;
功能:bool 作为布尔类型,用于标记成绩数据是否被修改,控制统计结果的重新计算逻辑。

Q2

不合法,无法直接通过GradeCalc对象c访问其私有成员grades的push_back方法。

Q3

(1)compute被调用1 次。
is_dirty的作用:标记成绩数据是否发生变更。仅当is_dirty为true时,info才会调用compute重新计算统计信息;连续打印时,第一次调用后is_dirty被置为false,后续打印不会重复调用compute,避免冗余计算。
(2)需要修改compute调用位置:在update_grade函数中修改成绩后,需将is_dirty置为true,确保后续调用info时能触发compute重新计算统计信息。

Q4

// 在info函数中,compute之后添加
std::vector temp = grades;
std::sort(temp.begin(), temp.end());
double median;
size_t n = temp.size();
if (n % 2 == 1) {
median = temp[n / 2];
} else {
median = (temp[n/2 - 1] + temp[n/2]) / 2.0;
}
std::cout << "中位数:\t" << std::fixed << std::setprecision(2) << median << std::endl;

Q5

compute中不能去掉这两行。
引发错误的场景:当多次调用compute时,若不重置counts和rates,新的统计结果会与旧数据累加,导致统计人数和比例错误。

Q6

(1)
对程序功能无影响:reserve仅预分配内存,不改变vector的实际元素数量;去掉后push_back仍能正常动态扩容,功能不受影响。
(2)
对性能有影响:去掉后,当grades元素数量超过当前容量时,push_back会频繁触发内存重新分配和元素拷贝,降低程序执行效率。

TASK2

GradeCalc.hpp

#pragma once

#include <array>
#include <string>
#include <vector>

class GradeCalc: private std::vector<int> {
public:
    GradeCalc(const std::string &cname);      
    void input(int n);                        // 录入n个成绩
    void output() const;                      // 输出成绩
    void sort(bool ascending = false);        // 排序 (默认降序)
    int min() const;                          // 返回最低分
    int max() const;                          // 返回最高分
    double average() const;                   // 返回平均分
    void info();                              // 输出成绩统计信息 

private:
    void compute();               // 计算成绩统计信息

private:
    std::string course_name;     // 课程名
    std::array<int, 5> counts;   // 保存各分数段人数([0, 60), [60, 70), [70, 80), [80, 90), [90, 100]
    std::array<double, 5> rates; // 保存各分数段占比
    bool is_dirty;      // 脏标记,记录是否成绩信息有变更
};

GradeCalc.cpp

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
#include <vector>
#include "GradeCalc.hpp"


GradeCalc::GradeCalc(const std::string &cname): course_name{cname}, is_dirty{true}{
    counts.fill(0);
    rates.fill(0);
}   

void GradeCalc::input(int n) {
    if(n < 0) {
        std::cerr << "无效输入! 人数不能为负数\n";
        return;
    }

    this->reserve(n);

    int grade;

    for(int i = 0; i < n;) {
        std::cin >> grade;
        if(grade < 0 || grade > 100) {
            std::cerr << "无效输入! 分数须在[0,100]\n";
            continue;
        }

        this->push_back(grade);
        ++i;
    } 

    is_dirty = true;
}  

void GradeCalc::output() const {
    for(auto grade: *this)
        std::cout << grade << ' ';
    std::cout << std::endl;
} 

void GradeCalc::sort(bool ascending) {
    if(ascending)
        std::sort(this->begin(), this->end());
    else
        std::sort(this->begin(), this->end(), std::greater<int>());
}  

int GradeCalc::min() const {
    if(this->empty())
        return -1;

    return *std::min_element(this->begin(), this->end());
}  

int GradeCalc::max() const {
    if(this->empty())
        return -1;

    return *std::max_element(this->begin(), this->end());
}    

double GradeCalc::average() const {
    if(this->empty())
        return 0.0;

    double avg = std::accumulate(this->begin(), this->end(), 0.0) / this->size();
    return avg;
}   

void GradeCalc::info() {
    if(is_dirty) 
        compute();

    std::cout << "课程名称:\t" << course_name << std::endl;
    std::cout << "平均分:\t" << std::fixed << std::setprecision(2) << average() << std::endl;
    std::cout << "最高分:\t" << max() << std::endl;
    std::cout << "最低分:\t" << min() << std::endl;

    const std::array<std::string, 5> grade_range{"[0, 60) ", 
                                           "[60, 70)", 
                                           "[70, 80)",
                                           "[80, 90)", 
                                           "[90, 100]"};
    
    for(int i = static_cast<int>(grade_range.size())-1; i >= 0; --i)
        std::cout << grade_range[i] << "\t: " << counts[i] << "人\t"
                  << std::fixed << std::setprecision(2) << rates[i]*100 << "%\n";
}

void GradeCalc::compute() {
    if(this->empty())
        return;
    
    counts.fill(0);
    rates.fill(0);

    // 统计各分数段人数
    for(int grade: *this) {
        if(grade < 60)
            ++counts[0];        // [0, 60)
        else if (grade < 70)
            ++counts[1];        // [60, 70)
        else if (grade < 80)
            ++counts[2];        // [70, 80)
        else if (grade < 90)
            ++counts[3];        // [80, 90)
        else
            ++counts[4];        // [90, 100]
    }

    // 统计各分数段比例
    for(size_t i = 0; i < rates.size(); ++i)
        rates[i] = counts[i] * 1.0 / this->size();
    
    is_dirty = false;
}

task2.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "GradeCalc.hpp"

void test() {
    GradeCalc c1("OOP");

    std::cout << "录入成绩:\n";
    c1.input(5);

    std::cout << "输出成绩:\n";
    c1.output();

    std::cout << "排序后成绩:\n";
    c1.sort(); c1.output();

    std::cout << "*************成绩统计信息*************\n";
    c1.info();

}

int main() {
    test();
}

image

Q1

class GradeCalc: private std::vector<int> {
public:
    GradeCalc(const std::string &cname);      
    void input(int n);                        // 录入n个成绩
    void output() const;                      // 输出成绩
    void sort(bool ascending = false);        // 排序 (默认降序)
    int min() const;                          // 返回最低分
    int max() const;                          // 返回最高分
    double average() const;                   // 返回平均分
    void info();                              // 输出成绩统计信息 

private:
    void compute();               // 计算成绩统计信息

private:
    std::string course_name;     // 课程名
    std::array<int, 5> counts;   // 保存各分数段人数([0, 60), [60, 70), [70, 80), [80, 90), [90, 100]
    std::array<double, 5> rates; // 保存各分数段占比
    bool is_dirty;      // 脏标记,记录是否成绩信息有变更
};

Q2

不会。因为GradeCalc是私有继承std::vector,基类的所有接口会被隐藏,不会自动成为GradeCalc的公有接口。
不能编译通过。原因是GradeCalc私有继承std::vector,push_back是基类的接口,在类外部无法访问。

Q3

组合方式:通过grades成员,仅暴露GradeCalc自定义接口,vector接口被隐藏,封装性强
继承方式:通过*this,继承了vector的所有公有接口,接口暴露多,封装性弱

Q4

结论:组合方案更适合成绩计算场景。
理由:成绩计算的核心是 “管理成绩数据并提供统计功能”,vector是实现 “存储成绩” 的工具,而非GradeCalc的 “本质父类”;组合方式可隐藏vector的接口(避免外部直接修改成绩),仅暴露GradeCalc的业务接口,封装性更好,更符合 “成绩计算” 的业务语义。

TASK3

Graph.hpp

#pragma once

#include <string>
#include <vector>

enum class GraphType {circle, triangle, rectangle};

// Graph类定义
class Graph {
public:
    virtual void draw() {}
    virtual ~Graph() = default;
};

// Circle类声明
class Circle : public Graph {
public:
    void draw();
};

// Triangle类声明
class Triangle : public Graph {
public:
    void draw();
};

// Rectangle类声明
class Rectangle : public Graph {
public:
    void draw();
};

// Canvas类声明
class Canvas {
public:
    void add(const std::string& type);   // 根据字符串添加图形
    void paint() const;                  // 使用统一接口绘制所有图形
    ~Canvas();                           // 手动释放资源

private:
    std::vector<Graph*> graphs;          
};

// 4. 工具函数
GraphType str_to_GraphType(const std::string& s);  // 字符串转枚举类型
Graph* make_graph(const std::string& type);  // 创建图形,返回堆对象指针

Graph.cpp

#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <iostream>
#include <string>

#include "Graph.hpp"

// Circle类实现
void Circle::draw()     { std::cout << "draw a circle...\n"; }

// Triangle类实现
void Triangle::draw()   { std::cout << "draw a triangle...\n"; }

// Rectangle类实现
void Rectangle::draw()  { std::cout << "draw a rectangle...\n"; }

// Canvas类实现
void Canvas::add(const std::string& type) {
    Graph* g = make_graph(type);
    if (g) 
        graphs.push_back(g);
}

void Canvas::paint() const {
    for (Graph* g : graphs) 
        g->draw();   
}

Canvas::~Canvas() {
    for (Graph* g : graphs) 
        delete g;
}

// 工具函数实现
// 字符串 → 枚举转换
GraphType str_to_GraphType(const std::string& s) {
    std::string t = s;
    std::transform(s.begin(), s.end(), t.begin(),
                   [](unsigned char c) { return std::tolower(c);});

    if (t == "circle")   
        return GraphType::circle;

    if (t == "triangle") 
        return GraphType::triangle;

    if (t == "rectangle")
        return GraphType::rectangle;

    return GraphType::circle;   // 缺省返回
}

// 创建图形,返回堆对象指针
Graph* make_graph(const std::string& type) {
    switch (str_to_GraphType(type)) {
    case GraphType::circle:     return new Circle;
    case GraphType::triangle:   return new Triangle;
    case GraphType::rectangle:  return new Rectangle;
    default: return nullptr;
    }
}

demo3.cpp

#include <string>
#include "Graph.hpp"

void test() {
    Canvas canvas;

    canvas.add("circle");
    canvas.add("triangle");
    canvas.add("rectangle");
    canvas.paint();
}

int main() {
    test();
}

image

Q1

Graph类作为抽象基类,通过virtual void draw() {}定义了图形绘制的统一接口
virtual ~Graph() = default确保子类析构时的多态调用,避免内存泄漏。
Circle、Triangle、Rectangle继承自Graph,并重写draw()实现各自的绘制逻辑,体现了多态性。

Q2

(1)g->draw()会根据g的静态类型调用Graph类的draw,无法触发多态,所有图形都会执行Graph::draw()的逻辑。
(2)子类对象(如 Circle)存入容器时,仅保留基类 Graph 的部分,丢失子类特有的行为,无法实现多态。
(3)Canvas析构时调用delete g,仅会调用Graph的析构函数,不会调用子类的析构函数,导致内存泄漏。

Q3

Graph.hpp:
新增Star类声明:class Star : public Graph { public: void draw(); };
扩展GraphType枚举:enum class GraphType {circle, triangle, rectangle, star};
Graph.cpp:
实现Star::draw():void Star::draw() { std::cout << "draw a star...\n"; }
修改str_to_GraphType:添加if (t == "star") return GraphType::star;
修改make_graph的 switch:增加case GraphType::star: return new Star;

Q4

(1)在Canvas的析构函数中,通过delete g释放
(2) 利:使用简单、直接控制内存分配/释放,运行开销小。
弊:需手动管理内存,易出现内存泄漏、重复释放、悬空指针等问题,安全性低。

TASK4

Toy.hpp

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#pragma once
class Toy
{
	public:
		Toy(std::string name,std::string type,char size='s',std::vector<std::string>abilities={});
		~Toy();
		std::string GetToyName()const;
		std::string GetToyType()const;
		char GetToySize()const;
		void have_abilities(Toy &t);
		void input();
		std::vector<std::string>GetAbilities ()const;
	private:
		std::string name;
		std::string type;
		char size;
		std::vector<std::string>abilities;
};

Toy.cpp

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#pragma once
class Toy
{
	public:
		Toy(std::string name,std::string type,char size='s',std::vector<std::string>abilities={});
		~Toy();
		std::string GetToyName()const;
		std::string GetToyType()const;
		char GetToySize()const;
		void have_abilities(Toy &t);
		void input();
		std::vector<std::string>GetAbilities ()const;
	private:
		std::string name;
		std::string type;
		char size;
		std::vector<std::string>abilities;
};

ToyFactory.hpp

#include<iostream>
#include<string>
#include"Toy.hpp"
class ToyFactory
{
	public:
		ToyFactory(std::string F_name);
		~ToyFactory();
		void produce();
		void print_all_toy();
		std::string GetFactoryName()const ;
		bool hasToy(const std::string& toyName) const;
		const Toy* getToyByName(const std::string& toyName) const;
	private:
		std::string F_name;
		std::vector<Toy>T;
};

ToyFactory.cpp

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>   // 补充vector头文件
#include"Toy.hpp"  // 包含Toy类的声明
#include"ToyFactory.hpp"
ToyFactory::ToyFactory(std::string F_name) : F_name(std::move(F_name))
{
}

ToyFactory::~ToyFactory()
{
}

void ToyFactory::produce()
{
	std::string name, type;
	int n;//玩具个数
	char size;
	std::vector<Toy>T;
	std::vector<std::string> abilities;
	std::cout <<"生产玩具个数"<<std::endl;
	std::cin>>n;
	for(int i=0; i<n; i++)
	{
		std::cout << "===== 生产新玩具 =====" << std::endl;
		std::cout << "请输入玩具名称:";
		std::cin >> name;
		std::cout << "请输入玩具类型:";
		std::cin >> type;
		std::cout << "请输入玩具尺寸(s/m/l,默认s):";
		std::cin >> size;
		if (size != 's' && size != 'm' && size != 'l')
		{
			size = 's';  // 默认尺寸为s
			std::cout << "尺寸输入无效,默认设为's'" << std::endl;
		}

		// 输入玩具能力
		std::cout << "请输入玩具能力数量:";
		int n;
		std::cin >> n;
		std::cin.ignore();  // 忽略换行符
		abilities.clear();
		for (int i = 0; i < n; ++i)
		{
			std::string ab;
			std::cout << "请输入能力" << i + 1 << ":";
			std::getline(std::cin, ab);
			abilities.push_back(ab);
		}

		// 创建Toy对象并添加到工厂的玩具列表中
		T.emplace_back(name, type, size, abilities);
		std::cout << "玩具【" << name << "】生产完成!" << std::endl;
	}
}

// 打印工厂所有玩具信息
void ToyFactory::print_all_toy()
{
	std::cout << "\n===== " << F_name << "工厂生产的所有玩具 =====" << std::endl;
	if (T.empty())
	{
		std::cout << "暂无生产的玩具!" << std::endl;
		return;
	}

	for (size_t i = 0; i < T.size(); ++i)
	{
		std::cout << "\n玩具" << i + 1 << ":" << std::endl;
		std::cout << "名称:" << T[i].GetToyName() << std::endl;
		std::cout << "类型:" << T[i].GetToyType() << std::endl;
		std::cout << "尺寸:" << T[i].GetToySize() << std::endl;
		std::cout << "能力:" << std::endl;
		for (const auto& ab : T[i].GetAbilities())
		{
			std::cout << "  - " << ab << std::endl;
		}
	}
}
std::string ToyFactory::GetFactoryName()const
{
	return F_name;
}
bool ToyFactory::hasToy(const std::string& toyName) const
{
	for (const auto& toy : T)
	{
		if (toy.GetToyName() == toyName)
			return true;
	}
	return false;
}

const Toy* ToyFactory::getToyByName(const std::string& toyName) const
{
	for (const auto& toy : T)
	{
		if (toy.GetToyName() == toyName)
			return &toy;
	}
	return nullptr;
}

demo4.cpp

#include "Toy.hpp"
#include "ToyFactory.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>

// 全局工厂容器声明
std::vector<ToyFactory> F;

// 函数声明
void input();
void queryMenu();
void queryToyBelonging();
void queryToyAbilities();
void queryToyDetails();
void print_all();

int main()
{
    input();
    queryMenu();
    return 0;
}

void input()
{
    int n;
    std::cout << "请输入工厂数量:" << std::endl;
    std::cin >> n;
    std::cin.ignore();  // 清除换行符

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        std::string factoryName;
        std::cout << "请输入第" << i + 1 << "个工厂名称:" << std::endl;
        std::getline(std::cin, factoryName);
        F.emplace_back(factoryName);
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        std::cout << "\n===== 工厂 " << F[i].GetFactoryName() << " 开始生产 =====" << std::endl;
        F[i].produce();
    }
}

void queryMenu()
{
    while (true)
    {
        int flag;
        std::cout << "\n请选择操作选项(1.查询玩具所属工厂 2.查询玩具能力 3.查询玩具详细信息 4.打印所有工厂及玩具信息 5.退出)" << std::endl;
        std::cin >> flag;
        std::cin.ignore();  // 清除换行符

        switch (flag)
        {
            case 1:
                queryToyBelonging();
                break;
            case 2:
                queryToyAbilities();
                break;
            case 3:
                queryToyDetails();
                break;
            case 4:
                print_all();
                break;
            case 5:
                std::cout << "程序退出" << std::endl;
                return;
            default:
                std::cout << "无效选项,请重新输入" << std::endl;
        }
    }
}

void queryToyBelonging()
{
    std::string toyName;
    std::cout << "请输入玩具名称:" << std::endl;
    std::getline(std::cin, toyName);

    bool found = false;
    for (const auto& factory : F)
    {
        if (factory.hasToy(toyName))
        {
            std::cout << "玩具[" << toyName << "]属于工厂[" << factory.GetFactoryName() << "]" << std::endl;
            found = true;
            break;
        }
    }
    if (!found)
    {
        std::cout << "未找到名为[" << toyName << "]的玩具" << std::endl;
    }
}

void queryToyAbilities()
{
    std::string toyName;
    std::cout << "请输入玩具名称:" << std::endl;
    std::getline(std::cin, toyName);

    bool found = false;
    for (const auto& factory : F)
    {
        const Toy* toy = factory.getToyByName(toyName);
        if (toy)
        {
            std::cout << "玩具[" << toyName << "]的能力:" << std::endl;
            for (const auto& ability : toy->GetAbilities())
            {
                std::cout << "- " << ability << std::endl;
            }
            found = true;
            break;
        }
    }
    if (!found)
    {
        std::cout << "未找到名为[" << toyName << "]的玩具" << std::endl;
    }
}

void queryToyDetails()
{
    std::string toyName;
    std::cout << "请输入玩具名称:" << std::endl;
    std::getline(std::cin, toyName);

    bool found = false;
    for (const auto& factory : F)
    {
        const Toy* toy = factory.getToyByName(toyName);
        if (toy)
        {
            std::cout << "\n===== 玩具详细信息 =====" << std::endl;
            std::cout << "名称: " << toy->GetToyName() << std::endl;
            std::cout << "类型: " << toy->GetToyType() << std::endl;
            std::cout << "尺寸: " << toy->GetToySize() << std::endl;
            std::cout << "所属工厂: " << factory.GetFactoryName() << std::endl;
            std::cout << "能力:" << std::endl;
            for (const auto& ability : toy->GetAbilities())
            {
                std::cout << "- " << ability << std::endl;
            }
            found = true;
            break;
        }
    }
    if (!found)
    {
        std::cout << "未找到名为[" << toyName << "]的玩具" << std::endl;
    }
}

void print_all()
{
    for (auto& factory : F)
    {
        factory.print_all_toy();
    }
}

类之间的关系及设计理由

  1. Toy 类与 ToyFactory 类:组合关系(ToyFactory 组合 Toy)
    关系描述:ToyFactory 类中通过私有成员 std::vector T 存储多个 Toy 对象,即一个玩具工厂可以包含多个玩具,两者是整体与部分的关系。当 ToyFactory 对象被销毁时,其包含的 Toy 对象也会被自动销毁(由 vector 容器管理生命周期)。
    设计理由:
    玩具是工厂生产的产品,依附于工厂存在,不存在独立于工厂的玩具,符合组合关系 “部分不能脱离整体存在” 的特性。
    采用 vector 存储玩具,便于工厂对玩具进行批量管理,且容器自动管理内存,简化了对象生命周期的维护。
  2. 无继承关系
    该系统中 Toy 和 ToyFactory 是两个独立的类,分别代表 “玩具” 和 “玩具工厂”,二者不存在 “is-a” 的继承关系,因此无需设计继承结构。
  3. 整体设计合理性
    职责单一:Toy 类仅负责封装玩具的属性(名称、类型、尺寸、能力)及相关访问方法,ToyFactory 类负责管理工厂名称和玩具的生产、查询、打印等操作,符合单一职责原则。
    低耦合:Toy 类通过公有方法暴露属性访问接口,ToyFactory 类通过这些接口操作玩具,两者之间依赖于接口而非具体实现,降低了耦合度。
    可扩展性:若未来需要新增玩具类型,可通过继承 Toy 类实现;若需要新增工厂类型,可通过扩展 ToyFactory 类实现,符合开放 - 封闭原则。
    image
    image

end

posted @ 2025-11-30 23:40  yuyue-aq  阅读(1)  评论(0)    收藏  举报