练习6：使用组合类模拟汽车发动机¶

任务描述¶

设计发动机类 Engine 和汽车类 Car。Car 对象包含一个 Engine 对象，通过汽车的启动、加速和熄火操作协调发动机状态，并输出汽车最终状态。

本题练习外层对象如何调用成员对象的函数，使多个类共同完成一项功能。

相关知识¶

组合关系中的职责划分¶

组合关系中，成员对象负责自身状态，外层对象负责组织整体行为。对于本题：

Engine 负责记录发动机是否启动、当前转速；
Car 持有一个 Engine 对象，并将启动、加速、熄火等请求委托给发动机。

class Car {
private:
    Engine engine;
};

调用成员对象的函数¶

在 Car 的成员函数中，可以直接使用成员对象名调用其公有函数：

void Car::Start() {
    engine.Start();
}

这里的 engine 是一个对象，不是指针，因此使用 . 而不是 ->。

状态变化¶

本题规定：发动机启动后转速为 800；每次加速使转速增加 500；熄火后转速变为 0。发动机未启动时调用加速不应改变转速。

编程要求¶

使用 C++11 标准编写程序。
在 Car.h 中声明 Engine 类。它应提供以下公有成员函数：

Engine();
void Start();
void Stop();
void Accelerate();
bool IsRunning() const;
int GetRpm() const;

在同一头文件中声明 Car 类，并将 Engine engine 声明为私有成员。Car 应提供：

void Start();
void Accelerate();
void Stop();
void PrintStatus() const;

在 Car.cpp 中定义所有成员函数。Car 的 Start、Accelerate、Stop 分别调用内部 engine 对象的对应函数。
PrintStatus 按如下格式输出：

发动机 ON
转速 1800

在 main.cpp 中创建 Car 对象，测试启动和两次加速后的状态，以及熄火后的状态；使用 assert 对输出进行验证。

待完成代码¶

Car.h¶

#ifndef CAR_H
#define CAR_H

// TODO：声明 Engine 类和 Car 类

#endif

Car.cpp¶

#include "Car.h"

// TODO：定义 Engine 和 Car 的成员函数

main.cpp¶

#include "Car.h"

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <sstream>

void test() {
    Car car;
    car.Start();
    car.Accelerate();
    car.Accelerate();

    std::ostringstream runningOutput;
    std::streambuf* oldBuffer = std::cout.rdbuf(runningOutput.rdbuf());
    car.PrintStatus();
    std::cout.rdbuf(oldBuffer);
    assert(runningOutput.str() == "发动机 ON\n转速 1800\n");

    car.Stop();

    std::ostringstream stoppedOutput;
    oldBuffer = std::cout.rdbuf(stoppedOutput.rdbuf());
    car.PrintStatus();
    std::cout.rdbuf(oldBuffer);
    assert(stoppedOutput.str() == "发动机 OFF\n转速 0\n");
}

int main() {
    test();
    std::cout << "本关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明¶

发动机启动后转速为 800，两次加速后转速为 1800。熄火后，发动机状态应为 OFF，转速应归零。

可使用以下命令编译三个文件：

g++ -std=c++11 Car.cpp main.cpp -o car_engine

开始你的任务吧，祝你成功！