C++模板——数组类模板

本文参照于狄泰软件学院——《C++深度剖析课程》

问题:之前我们在类模板都是使用泛指类型的。但是当我们需要定义一个模板数组时,不仅仅需要定义数组的类型,还需要指定数组的大小。
而当我们在指定数组大小时,需要指定一个整形数。那么在模板中如何设定呢?

模板参数可以是数值型参数(非类型参数)

template
< typename T, int N >
void func()
{
  T a[N];          //使用模板参数定义局部数组
}
func<double, 10>();

数值型模板也有相应的限制。

  1. 变量不能作为模板参数
  2. 浮点数不能作为模板参数
  3. 类对象不能作为模板参数
  4. 。。。

本质:模板参数是在编译阶段被处理的单元,因此,在编译阶段必须准确无误的唯一确定。
这跟数组的定义时一样的。数组的大小在编译阶段必须确定。所以并不能使用变量来指定数组的大小。而却数组的大小也不可能是浮点数。

示例代码:数组类模板

#ifndef _ARRAY_H_
#define _ARRAY_H_

template< typename T, int N >
class Array
{
    T m_array[N]
public:
    int length();
    bool set(int index, T value);
    bool get(int index, T& value);
    T& operator[] (int index);
    T operator[] (int index) const;
    virtual ~Array();
};


template< typename T, int N >
int Array<T, N>::length()
{
    return N;
}

template< typename T, int N >
bool Array<T, N>::set(int index, T value)
{
    bool ret = (0<=index) && (index<N);

    if( ret )
    {
        m_array[index] = value;
    }

    return ret;
}

template
< typename T, int N >
bool Array<T, N>::get(int index, T& value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index < N);

    if( ret )
    {
        value = m_array[index];
    }

    return ret;
}

template
< typename T, int N >
T& Array<T, N>::operator[] (int index)
{
    if( (0<=index) && (index<N) )
    {
        return m_array[index];
    }
    else
    {
        throw 0;
    }
}

template
< typename T, int N >
Array<T, N>::~Array()
{

}

#endif
C++数组模板封装,主要成员包括: public: Array(); Array(int size); Array(int size, T value); Array(Array<T> & other); Array(T * arr, int size); Array(int size, T* arr, int arrSize); template <typename T2> Array(Array<T2> & other); template <typename T2> Array(T2 * arr, int size); template <typename T2> Array(int size, T2 * arr, int arrSize); ~Array(void); inline int Size(); // 返回元素的个数 inline int MemorySize(); // 返回实际占用内存的字节数 inline void ReSize(int size); // 重新设定大小,清除所有的数据 inline T * Buffer(); // 获取内部数组的首地址 inline void SetValue(int index, T val); // 设置第index个数据的值 inline T GetValue(int index); // 获得第index个数据 T SquareOfNorm2(); // 2范式的平方 T SquareOfDistance(Array<T> & another); // 距离另一个数组的距离的平方 T Distance(Array<T> & another); // 计算两个数组的距离 Array<T> Cut(int start, int len); // 从向量中截取一部分成为新的向量 Array<T> Cut(int start); // 将数组剪切一部分,返回新的数组,从start开始,一直到结束 T Norm0(); // 0范式,即求非0元素个数 T Norm1(); // 1范式,即求所有元素的和 T Norm2(); // 2范式,即求所有元素的平方和开根号 T Norm(int p = 2); // p范式 T Sum(); // 所有元素的和 void SetSmallValueToZero(); // 将绝对值小于eps的数值设置为0 T AbsMin(); // 返回绝对值的最小值 T Min(); // 返回最小值 T AbsMax(); // 返回绝对值的最大值 T Max(); // 返回最大值 void Offset(T value); // 所有数据偏移value T Average(); // 获得所有数据的平均值 void AverageTo(T value = 0); // 将数据平均化到某个数值 T Variance(); // 返回方差 void GaussianWhiten(); // 高斯白化,使得数组平均值为0,方差为1 void AbsValues(); // 所有的元素取绝对值 bool InfinityCheck(T maxValue = 1E50); // 数据检查,看数组中是否有数据为无穷大 bool IsZero(); // 返回数据是否全部为0 void Clear(); // 将数据全部清0 void Normalization(); // 正规化,每个元素平方和为1 void SumAsOne(); // 是每个元素的和为1 void SetMinTo(T value); // 将小于value的元素全部设置为value void SetMaxTo(T value); // 将大于value的元素全部设置为value virtual void WriteToTextFile(string filename, bool append = false); virtual void WriteToTextFile(ofstream & o); virtual void ReadFromTextFile(string filename); virtual void ReadFromTextFile(ifstream & i); protected: inline void Init(int size); public: Array<T> & operator = (Array<T> & v); Array<T> & operator = (T value); T & operator[] (int index); template<typename T2> Array<T> & operator = (Array<T2> & v); template<typename T> friend ostream & operator << (ostream & out, Array<T> & vector); template<typename T> friend istream & operator >> (istream & in, Array<T> & vector);
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