C++课程设计

返回“面向对象程序设计课程”

课程设计完成后用压缩软件将源代码打包，以附件形式发送邮件到 czk19790827@gmail.com ，标题注明课程设计四个字并写上学号、姓名，比如”课程设计-0509005208-苏晶晶”。

面向对象课程设计

通讯录

需求

数据定义：

一个通讯录包含若干联系人的通讯信息
每个联系人有姓名及其他自定义信息
姓名：假定没有重复
自定义信息：用户自己可以添加的信息字段，比如QQ，手机，生日等。自定义信息分为5类：电话、地址、日期、数字、文字。电话用于保存各种电话；日期用于保存年、月、日信息；地址包括国家、省份、城市、住址、邮编等信息；数字只能输入数字；文字可以输入任意文字。

功能说明：

用户可以添加、修改、删除联系人
用户可以显示所有联系人列表
用户可以输入姓名，显示这个联系人的详细信息
用户可以在各种自定义信息中查找联系人，并给出找到的所有联系人列表
可以存盘和读盘

输入输出格式：程序以命令行方式交互式运行，命令包括：

list: 列出所有用户清单
show : 列出某联系人的详细信息，name是联系人的名字，
add : 添加指定的联系人，name是联系人的名字。新添加的联系人的名字与已有的联系人的名字不能重复。
remove : 后面加联系人的名字，删除指定的联系人。
update
: 修改联系人的信息，name是联系人的姓名，action可以是：
- add : 添加属性，attribute表示属性的名字，value表示属性的值，type表示属性的类型，可以是date、text、phone、numeric、address。
- remove : 删除属性，attribute表示属性的名字
- update :更新属性的值
search : 查找联系人，列出所有包含keyword的联系人
save : 将所有信息写入filename文件
load : 从filename中载入联系人信息

使用举例：

添加联系人，姓名叫做czk
 * add czk
为czk添加属性mobile
 * update czk add phone mobile 13587654600
为czk添加属性work
 * update czk add phone work 614600
为czk添加属性qq
 * update czk add numeric qq 245149
为czk添加属性birth
 * update czk add date birth 1979 8 27
为czk添加属性email
 * update czk add text email czk@wzu.edu.cn
添加联系人ymc
 * add ymc
 * update ymc add phone mobile 13958895577
 * update ymc add phone work 665577
 * update ymc add text email jsj_ymc@wzu.edu.cn
显示所有的联系人
 * list
显示czk的详细信息
 * show czk
查找4600，应该可以找到czk
 * search 4600
查找wzu.edu.cn，应该可以找到czk和ymc
 * search wzu.edu.cn
把czk的email属性改为另一个值
 * update czk update email czk19790827@gmail.com
删除czk的mobile属性
 * update czk remove mobile
将所有联系人存入contact.dat文件
 * save contact.dat
删除联系人ymc
 * remove ymc
从contact.dat载入所有联系人信息（当前内存中的所有联系人被清空，替换成文件中所存储的联系人）
 * load contact.dat

参考设计图：

第一步

首先，做一个可以运行的主程序框架，可以接受输入各种指令，但是还不能实现任何功能。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string command;
    string prompt = ">>> ";
    cout << prompt;
    while (cin >> command) {
        if(command == "list") {

        } else if(command == "show") {

        } else if(command == "add") {

        } else if(command == "remove") {

        } else if(command == "update") {

        } else if(command == "search") {

        } else if(command == "save") {

        } else if(command == "load") {

        } else if(command == "exit") {
            return 0;
        } else {
            cout << "Unknown command" << endl;
        }
        cout << prompt;
    }
}

运行这个程序，输入正确命令不会有结果，输入错误命令提示Unknown command，输入exit退出程序。

第二步

接下来为程序增加添加联系人和列出联系人清单的功能。先定义一个简单的Contact类：

class Contact {
    string name; // the name of contact
public:
    /** 初始化联系人名字为n*/
    Contact(string n) {
        /*......*/
    }
    /** 取联系人的名字 */
    string get_name() {
        /*......*/
    }

};

然后定义ContactList类，实现添加联系人和取其中的联系人的功能

class ContactList{
    Contact *contacts[100]; ///< 联系人数组
    int num; ///< 数组中的联系人总数
public:
    /** 初始化列表为空表 */
    ContactList() {
        /*......*/
    }
    /** 在列表中添加一个名字叫做name的联系人 */
    void add(string name) {
        /*......*/
    }
    /** 取第i个联系人 */
    Contact* get(int i) {
        /*......*/
    }
    /** 列表中联系人总数 */
    int size() {
        /*......*/
    }
};

最后修改main函数，使它可以完成添加、列出清单的功能

int main() {
    ContactList list;
    //......
        if(command == "list") {
            for(int i = 0; i < list.size(); i++)
                cout << list.get(i)->get_name() << endl;
        } else if(command == "add") {
            string name;
            cin >> name;
            list.add(name);
        }
    //......
}

运行这个程序，可以完成add和list的功能

第三步

为程序添加删除功能。为ContactList添加如下成员：

//......
    /** 删除位置在第i个的联系人 */
    void remove(int i) {
        /*......*/
    }
    /** 查找名字是name的联系人，返回联系人的位置。找不到返回-1 */
    int find(string name) {
        /*......*/
    }

    /** 删除名字是name的联系人 */
    void remove(string name) {
        int i = find(name);
        if(i != -1)
            remove(i);
    }
//......

然后修改main函数：

//......
        if(command == "remove") {
            string name;
            cin >> name;
            list.remove(name);
        }
//......

运行这个程序，可以完成remove功能了。

第四步

接下来，让程序可以为联系人添加属性。首先添加Item类：

class Item {
    string name; ///<属性项的名字
public:
    /// 初始化属性的名字是n
    Item(string n) {
        /*......*/
    }
    /// 获取属性的名字
    string get_name() {
        /*......*/
    }
};

然后为Contact类添加成员：

//......
    Item* items[100];
    int num;
//......
    /// 添加属性项
    void add(Item *item) {
        items[num++] = item;
    }

    /// 添加类型是type，名字是name，值是value的属性项
    void add(string type, string name, string value) {
        add(new Item(name)); //这里暂时不区分类型，只是创建简单的Item类型对象添加进去
    }

    /// 属性项的总数
    int size() {
        /*......*/
    }

    /// 取某一项属性
    Item *get(int i) {
        /*......*/
    }
//......

然后修改main函数，处理输入的update命令

        if(command == "update") {
            string name, subcommand, item_name, item_type, item_value;
            cin >> name;
            int i = list.find(name);
            if(i != -1) {
                Contact *c =  list.get(i);
                cin >> subcommand;
                if(subcommand == "add") {
                    cin >> item_type >> item_name;
                    getline(cin, item_value);
                    c->add(item_type, item_name, item_value);
                } else if (subcommand == "remove") {

                }
            }
        }

现在就可以运行程序，为联系人添加属性了。但是还不能看到添加进去的属性。

第五步

为程序添加查看联系人详细信息的功能。

//......
        if(command == "show") {
            string name;
            cin >> name;
            int i = list.find(name);
            if(i!=-1) {
                Contact *c = list.get(i);
                for(int j = 0; j < c->size(); j++) {
                    cout << c->get(j)->get_name() << endl;
                }
            }
        }
//......

运行程序，可以看到添加进去的属性的名字，但是还没有属性的值。

第六步

删除联系人的属性。为Contact类添加成员：

    /// 删除联系人的第i个属性项
    void remove(int i) {
        /*......*/
    }
    /// 查找属性名字是n的编号，找不到返回-1
    int find(string n) {
        /*......*/
    }
    /// 删除属性名称是n的属性
    void remove(string n) {
        int i = find(n);
        if(i!=-1)
            remove(i);
    }

修改main函数

//......
                if(subcommand == "add") {
                    cin >> item_type >> item_name;
                    getline(cin, item_value);
                    c->add(item_type, item_name, item_value);
                } else if (subcommand == "remove") {
                    cin >> item_name;
                    c->remove(item_name);
                }
//......

第七步

添加各种不同类型的Item。定义Item的五个派生类

#include <sstream>
using namespace std;

class DateItem : public Item{
    int year, month, day;
public:
    ///构造一个名字是n，日期是value的日期项。value以字符串形式表示，比如"1979 8 27"。
    DateItem(string n, string value) :Item(n) {
        istringstream is(value);
        is >> year >> month >> day;
    }
};

class AddressItem : public Item {
/*......*/
};

class PhoneItem : public Item {
/*......*/
};

class NumericItem: public Item {
/*......*/
};

class TextItem: public Item {
/*......*/
};

修改Contact的add函数：

//......
    /// 添加类型是type，名称是name，值是value的属性
    void add(string type, string name, string value) {
        if(type == "date") {
            add(new DateItem(name, value);
        } else if(type == "phone")
            /*......*/
    }
//......

现在，添加的各种属性的值都能保存下来了。但是在查看详细信息的时候，还只有属性的名字，而没有属性的值。

第八步

显示联系人所有详细信息。为Item各种派生类添加to_string函数，把属性值转换成字符串，比如：

class DateItem : public Item{
    int year, month, day;
public:
    DateItem(string n, string value) :Item(n) {
        istringstream is(value);
        is >> year >> month >> day;
    }
    ///把属性值转换成字符串
    string to_string() {
        ostringstream os;
        os << get_name()<< " " << year << " " << month << " " << day;
        return os.str();
    }
};

class TextItem :public Item {
//......
    string to_string() {
        /*......*/
    }
};

class AddressItem :public Item {
//......
    string to_string() {
        /*......*/
    }
};

class PhoneItem :public Item {
//......
    string to_string() {
        /*......*/
    }
};

class NumericItem :public Item {
//......
    string to_string() {
        /*......*/
    }
};

为Item类添加虚函数to_string：

class Item {
//......
    virtual string to_string() {
        return name;
    }
};

修改main函数，把show中get_name改成to_string：

//......
        if(command == "show") {
            string name;
            cin >> name;
            int i = list.find(name);
            if(i!=-1) {
                Contact *c = list.get(i);
                for(int j = 0; j < c->size(); j++) {
                    cout << c->get(j)->to_string() << endl;
                }
            }
        }
//......

编译执行程序，现在可以使用show命令了。

第八点五步

增加update属性的功能。在Item类中增加纯虚函数update

    /// 显示更新Item的值为value
    virtual void update(string value) = 0;

在Item的各个派生类中，实现update的功能

class DateItem: public Item {
//......
    void update(string value) {
        istringstream is(value);
        is >> year >> month >> day;
    }
};

class PhoneItem: public Item {
//......
    void update(string value) {
        /*......*/
    }
};

class TextItem :public Item {
//......
    void update(string value) {
        /*......*/
    }
};

class AddressItem :public Item {
//......
    void update(string value) {
        /*......*/
    }
};

class NumericItem :public Item {
//......
    void update(string value) {
        /*......*/
    }
};

在Contact类中，增加update_item成员函数

    //更新属性名字是item_name的属性，把它的值改为value
    void update_item(string item_name, string value) {
        /*......*/
    }

在main函数中增加处理update的部分：

//......
                if(subcommand == "add") {
                    string type, item_name, value;
                    cin >>type >> item_name;
                    getline(cin, value);
                    c->add_item(type, item_name, value);
                } else if(subcommand == "remove") {
                    string item_name;
                    cin >> item_name;
                    c->remove_item(item_name);
                } else if(subcommand == "update") {
                    string item_name, value;
                    cin >> item_name;
                    getline(cin, value);
                    c->update_item(item_name, value);
                }
//......

编译运行这个程序，这个时候已经可以更新已有属性的值了。

注意，在每个Item的派生类中，构造函数的实现和update函数的实现类似，可以将构造函数改成调用update函数，比如：

class DateItem: public Item {
    int year, month, day;
public:
    DateItem(string n, string v)
    :Item(n) {
        update(v);
    }
    virtual void update(string value) {
        istringstream is(value);
        is >> year >> month >> day;
    }
//......
};

第九步

添加搜索功能。首先为Contact类添加contain函数，判断一个联系人是否包含某个搜索的关键字，包含返回true，否则返回false。

//.....
    ///判断某个联系人是否包含key这个字符串，包含返回true，否则返回false。
    bool contain(string key) {
        /*......*/
    }
//.....

然后修改main函数，处理search命令：

        if(command == "search") {
            string key;
            cin >> key;
            for(int i = 0; i < list.size(); i++)
                if(list.get(i)->contain(key))
                    cout << list.get(i)->get_name() << endl;
        }

第十步

存盘与读盘。要进行文件操作，可以使用ifstream和ofstream类，它们在头文件fstream中定义。修改main函数实现存盘功能：

        if(command == "save") {
            string filename;
            cin >> filename;
            ofstream f(filename.c_str());
            f << list.size() << endl;
            for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
                Contact *c = list.get(i);
                f << c->get_name() << endl;
                f << c->size() << endl;
                for(int j = 0; j < c->size(); j++) {
                    f << typeid(*c->get(j)).name() << endl;
                    f << c->get(j)->to_string() << endl;
                }
            }
        }

这时可以编译运行程序。用save命令把数据存到文件中。打开文件可以查看到文件的内容。

修改main函数的实现读盘功能：

        if(command == "load") {
            string filename;
            cin >> filename;
            ifstream f(filename.c_str());
            int size;
            f >> size;
            list.clear();
            for(int i = 0; i < size; i++) {
                string name;
                int item_size;
                f >> name >> item_size;
                list.add(name);
                Contact *c=list.get(list.find(name));
                for(int j = 0; j < item_size; j++) {
                    string type, item_name, value;
                    f >> type;
                    f >> item_name;
                    getline(f, value);
                    if(type == typeid(DateItem).name()) {
                        c->add(new DateItem(item_name, value));
                    } else if(type == typeid(AddressItem).name()) {
                        /*....*/
                    }
                    /*....*/
                }
            }
        }

为ContactList添加clear()函数：

    /**清空列表里面的所有联系人*/
    void clear() {

    }

编译运行，这时可以存盘与读盘了。

第十一步

消除内存漏洞。为需要的类添加析构函数。为ContactList添加析构函数

//......
    ~ContactList() {
        /*......*/
    }
//......

为Contact添加析构函数

//......
    ~Contact() {
        /*......*/
    }
//......

为Item添加虚析构函数

//......
    virtual ~Item() {
        /*......*/
    }
//......

第十二步

让联系人总数和每个人的属性项数不受数组大小的限制。使用vector代替数组：

    Contact *contacts[100];
    int num;

改成

    vector<Contact *> contacts;

读取num的地方用contacts.size()代替，在数组尾部添加一个元素用contacts.push_back(…)代替，

个人财务软件

需求概述

设计一个基于字符界面的个人财务软件Finance，基本功能包括：

账户Account管理。包括：添加、删除、修改账户
- 账户分为4类：资产Asset、债务Debt、收入Income、支出Expense。
- 资产账户是指个人所拥有的财产，比如现金、存款、借出款、股票等。
- 债务账户是指个人所欠的债务，比如借入款，贷款等。
- 支出账户是指个人的支出，比如交通、餐饮、购物、房租等
- 收入账户是指个人的收入，比如工资、奖金、利息等
- 每个资产账户和债务账户都有初始值。
交易Transaction管理（添加、删除交易，设置交易属性）
- 交易用于完成在各个帐户之间的财务的转移，每笔记录有时间、转出账户、转入账户、金额、说明等属性。
- 收入账户只能作为转出账户。支出账户只能作为转入账户。
统计功能
- 统计各个资产账户和债务帐户的当前状况
- 统计收入和支出状况
- 统计一个账户的所有历史交易
存盘和读取
- 所有操作能够自动存盘，下次打开程序时能够从磁盘读取，恢复到关闭程序前一样的状态。

使用举例

刚开始使用可以设置如下账户：

资产账户：现金、饭卡、招商银行卡、工商银行卡、借出
债务账户：借入
支出账户：交通支出、购物支出、吃饭支出
收入账户：工资

每个资产账户和债务账户设置好初始值。然后开始记录每一笔交易：

从家里到学校坐公交花去2元：新建交易，从现金转移到交通支出2元
吃早饭，饭卡上花去4元：新建交易，从饭卡转移到吃饭支出4元
从别人那里借了300元：新建交易，从借入账户转移300元到现金帐户
发工资，工商银行卡多出1080元：新建交易，从工资帐户转移到工商银行卡1080元
借给朋友现金200元：新建交易，从现金帐户转移到借出账户200元
把借别人的300元还掉：新建交易，从现金转移300元到借入账户

创建资产帐户"现金"，初始金额300
 * create account asset 现金 300
 * create account asset 饭卡 100
 * create account asset 招行卡 1000
 * create account asset 工行卡 500
 * create account asset 借出 0
创建债务帐户"借入"，初始金额0
 * create account debt 借入 0
创建支出帐户"交通支出"
 * create account expense 交通支出
 * create account expense 购物支出
 * create account expense 吃饭支出
创建收入帐户"工资"
 * create account income 工资
创建交易，从现金帐户转移2元到交通支出帐户
 * create transaction 现金 交通支出 2.0
 * create transaction 饭卡 吃饭支出 4.0
 * create transaction 借入 现金 300.0
 * create transaction 工资 工行卡 1080.0
 * create transaction 现金 借出 200.0
 * create transaction 现金 借入 300.0
显示所有帐户的结余和总的收支状况
 * show balance
显示某帐户的交易清单
 * show account 现金
显示所有交易的清单
 * show transaction
删除第1条交易
 * remove transaction 1
删除吃饭支出帐户
 * remove account 吃饭支出

参考设计

第一步

首先建好主程序框架，接受各种输入指令，但是不做任何处理：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    while(true) {
        string command, type, prompt = "finance>>";
        cout << prompt;
        cin >> command >> type;
        if(command == "create") {
            if(type == "account") {

            } else if(type == "transaction") {

            } else {
                cout << "Parameter error: "<< type << endl;
            }
        } else if (command == "remove" ) {
            if(type == "account") {

            } else if(type == "transaction") {

            } else {
                cout << "Parameter error: "<< type << endl;
            }
        } else if (command == "show" ) {
            if(type == "balance") {

            } else if(type == "account") {

            } else if(type == "transaction") {

            } else {
                cout << "Parameter error: "<< type << endl;
            }
        } else if (command == "modify") {
            if(type == "account") {

            } else if(type == "transaction") {

            } else {
                cout << "Parameter error: "<< type << endl;
            }
        } else if(command == "save"){

        } else if(command == "load"){

        } else if(command == "exit") {
            break;
        } else {
            cout << "Command error: " << command << endl;
        }
    }
}

编译运行这个程序

第二步

编写必要的数据结构。撰写Account类：

class Account {
    string name_;   // 帐户名称
    string type_;   // 帐户类型（4种类型之一）
    double equity_; // 帐户金额初始值
};

撰写Transaction类：

class Transaction {
    Account * from_; //从哪个帐户转出
    Account * to_;   //转到哪个帐户中去
    double amount_;  //转了多少金额
};

撰写Finance类：

class Finance{
    vector<Transaction *> transactions_; //所有交易的列表
    vector<Account *> accounts_;         //所有帐户的列表
};

在main函数里面定义Finance对象：

//...
int main() {
    Finance finance;        //所有财务信息存在finance对象中
//...

第三步

编写添加帐户的功能。在Finance类中定义添加帐户的成员函数add_account，在main函数中处理添加帐户的命令并调用Finance的成员函数实现。

    void add_account(string type, string name, double value) {
        /*...*/
    }

第四步

编写列出所有帐户的功能。在Finance泪中定义成员函数show_accounts，列出所有帐户

    void show_accounts {
        /*...*/
    }

第五步

编写添加交易的功能。在Finance类中定义添加交易的成员函数add_transaction，在main函数中处理添加交易的命令并调用Finance的成员函数实现。

    void add_transaction(string from, string to, double value) {
        /*...*/
    }

第六步

编写列出所有交易的功能。在Finance类中定义成员函数show_transactions，列出所有交易

    void show_transactions() {
        /*...*/
    }

第七步

编写删除交易功能。在Finance类中实现remove_transaction，在main函数中处理删除交易的命令并调用Finance的成员函数函数实现。

    void remove_transaction(int i) {
        /*...*/
    }

第八步

编写删除帐户功能。在Finance类中实现remove_account，在main函数中处理删除帐户的命令并调用Finance的成员函数函数实现。

    void remove_account(string name) {
        /*...*/
    }

第九步

编写修改交易功能。

第十步

编写修改帐户功能。

第十一步

编写查询功能。在Finance类中定义show_account_detail，列出某帐户的详细信息（包括该帐户所有相关交易以及每次交易后的结余）。修改show_accounts，使其能够列出帐户的汇总信息（每个帐户的结余）。

    void show_account_detail(string name) {
        /*...*/
    }

第十二步

编写存盘功能

第十三步

编写读盘功能