CPP-Templates

最新推荐文章于 2024-08-16 08:45:06 发布

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分类专栏： CPP 文章标签： Template

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本文介绍了C++中的模板类和模板函数的基本概念与使用方法。通过具体示例展示了如何定义和实例化模板类，以及如何利用模板减少代码重复，提高代码复用性。

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如果我们要处理一批数据，则可以构造一个vector container. 假设数据是整数。随后我们需要类似的操作，但操作数是double。我们就要重新实现前面的container. 另外例子包括构造一个比较大小的函数，如果函数是整数，双精度，或者字符，我们需要分别实现。这显然是重复。

为了解决此类问题，c++推出了摸版类。类似概念还有函数摸版。
见下例子：

#include <iostream>
using namespace std;

template <class datatype>
class Compare{
public:
    Compare(datatype a, datatype b)
    {x=a;y=b;}
    datatype max()
    {return (x>y)?x:y;};
    datatype min()
    {return (x<y)?x:y;}
private:
    datatype x,y;
};

#include "template1.h"
int main( )
{
   Compare<int > cmp1(12,41);  //compare integer
   Compare<double > cmp2(90.213,23.076);  //compare double
   Compare<char> cmp3('n','x');  // compare char
   return 0;
}

template 定义了摸版。格式：

1 template<class 模板参数表>
2 
3 class 类名｛
4 
5 // 类定义．．．．．．
6 
7 ｝；

其中，template 是声明类模板的关键字，表示声明一个模板，模板参数可以是一个，也可以是多个，可以是类型参数，也可以是非类型参数。类型参数由关键字class或typename及其后面的标识符构成。非类型参数由一个普通参数构成，代表模板定义中的一个常量。

template<class type,int width>
2 
3 //type为类型参数，width为非类型参数
4 
5 class Graphics;

再看类定义：

template <class T>
class Matrix{
public:
...
private:
T *a;
int r,c;
};

template 暗示class Matrix是一个摸版，不是一个普通类。摸版参数在〈〉中暗示。此例子中，仅有一个摸版参数，名字是T. 但允许有多个。<>中的class暗示T是一个类型参数，意思是T被分配了一个类型，可以是任何类型，注意此处尽管用了class，但其实T也可以是普通类型，例如char, int等。在T被这样定义以后，它就可以在类的中间像普通类型名一样用来设置变量类型。

注意由于类是用摸版定义，因此类中的成员函数也需要改用摸版来定义。

上例中类摸版只有一个摸版参数。但其实一个类摸版或者函数摸版都可以有任意数目的摸版参数。摸版参数分为两类：类型参数（type parameters）和值参数(value parameters)。类型参数用关键字class或tupename*定义。关键字typename是c++中后引入的，老版本编译器不支持，因此class是最常用的。值参数看起来象普通函数参数，但不能是浮点类型。（type parameters are preceded by the word class or typename* and designate arbitary types, Value parameters look like ordinary function parameters but may not be of floating point type).

例如我们可以定义一个stack摸版类，含两个参数，一个指定stack中单个元素的类型，另一个指定stack的尺寸。

template<class T, int size>
class Stack{
public:
Stack():n(0){};
bool empty(){return n<=0;}
void push(const T& e){s[n++]=e;}
void pop(){n--;}
T top(){return s[n-1];}
private:
T s[size];
int n;
};

当我们实例化这个类摸版时候，我们要给两个摸版参数分别赋值。例如我们可以声明一个整数stack，尺寸200。

Stack<int,200> x; //a stack with maximum of 200 int

像普通函数，摸版参数也能有默认值。例如：

template<class T=double, int size=100>

如果一个摸版参数有默认值，那么所有后续的都要有默认值。当有默认值时，我们定义时不用指定所有参数，例如：

Stack<Person> y //a stack with a maximum of 100 persons (person is class)
Stack<> z; //a stack with a maximum of 100 double.

最后，类并不是唯一可以被一般化的东西，函数也可以。看下面函数摸版例子：

int min(int a, int b)
{ 
    if(a < b)
    return a;
    else 
    return bl;
}

上述函数实现两个整数比较，推广到一般情况：

template<class T>
const T & min(const T& a, const T& b)
{
if(a<b)
return a;
else
return b;
}

第一行首先暗示是个摸版，T是类型参数名字。接下来一行给出了函数定义。int 被T 代替。注意a,b被写成了常引用，因此避免了拷贝整个对象。

另外一个例子，找数组中最小元素：

template <class T>
T & min_element(T f[], int n)
{
int m=0;
for(int i=1;i<n;i++)
if(f[i] < f[m])
m = i;
return f[m];
}