基础题目实验报告1

在C++编程中，矩阵是一种常见的数据结构，用于表示数学中的矩形数组。在处理矩阵时，我们通常需要使用动态内存分配来创建二维数组。在给出的代码中，可以看到如何在C++中动态地创建和释放4x5的二维整数矩阵： ```cpp int **matrix = new int*[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { matrix[i] = new int[5]; } // 使用后释放内存 for (int i = 0; i < 4; i++) { delete []matrix[i]; } delete []matrix; ``` 这里首先创建了一个指向指针的指针`matrix`，然后通过循环为每个元素分配了一维数组，从而构建了一个4x5的二维矩阵。在使用完矩阵后，应按照“先释放子数组，后释放父数组”的顺序正确地释放内存。 矩阵运算，例如矩阵加法，可以通过函数实现。在函数内部动态创建的二维数组可以作为返回值返回，这是因为动态分配的内存位于堆上，其生命周期独立于栈上的局部变量。因此，即使函数返回，返回的二维数组仍然有效，可以被外部使用。例如： ```cpp int **add_matrix(int **A1, int **A2) { // 矩阵加法逻辑 int **A3 = new int*[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { A3[i] = new int[5]; } // 加法运算 // ... return A3; } ``` 在面向对象编程中，构造函数和析构函数起着至关重要的作用。构造函数用于初始化类的对象，而析构函数则负责清理在对象生命周期内分配的资源。在类的继承结构中，当创建一个派生类对象时，会首先调用基类的构造函数，然后是成员类的构造函数，最后是派生类自身的构造函数。类似地，析构过程是逆序进行的。例如： ```cpp class Circle { public: Circle(int x, int y, int r); // ... }; // 构造函数的调用顺序：Point -> Circle Circle a(3, 4, 5); // 解构顺序：Circle -> Point ``` 在类中重载操作符，如加法（+）、减法（-）和输入/输出流操作符（>>和<<），可以提高代码的可读性和便捷性。对于矩阵类，重载这些操作符可以使矩阵的运算更加直观。例如，重载加法操作符`operator+`可以创建一个新的矩阵，其元素为两个输入矩阵对应位置元素的和： ```cpp Matrix Matrix::operator+(Matrix &b) { // 创建新矩阵并进行加法运算 // ... return newMatrix; } ``` 同时，重载赋值操作符`operator=`时，需要考虑深拷贝的问题，确保在赋值过程中，源矩阵的数据不会被错误地修改或丢失。在给出的代码中，`Matrix`类的赋值运算符实现了深拷贝，首先释放当前对象的内存，然后复制源对象的每个元素到新的内存区域： ```cpp Matrix& Matrix::operator=(const Matrix &b) { // 检测自赋值并进行深拷贝 // ... return *this; } ``` 这个实验涵盖了C++的基础知识，包括动态内存管理、矩阵运算、面向对象编程中的构造函数和析构函数以及操作符重载。这些都是编写高效、健壮的C++代码所必需的关键技能。