面向對象編程技術與方法(C++)

第8章模板第8章模板第8章

模板

8.1函數模板

8.1.1函數模板的定義與使用

8.1.2函數模板重載

8.1.3函數模板專門化

8.1.4使用標準庫中的函數模板

8.2類模板

8.2.1類模板的定義與使用

8.2.2類模板專門化

8.2.3作為函數的參數及返回類型

8.2.4使用標準庫中的類模板

8.2.5類模板的繼承與派生

8.3小結

第8章模板8.1函數模板8.1.1函數模板的定義與使用

8.1.2函數模板重載 8.1.3函數模板專門化 8.1.4使用標準庫中的函數模板第8章模板8.1函數模板8.1.1函數模板的定義與使用 函數重載將參數不同、功能類似的函數定義相同的名字，使用戶感到含義清楚。但是對于函數設計者而言，仍要分別定義每個函數。對于功能相同、數據類型不同的函數，能不能只編寫一次源代碼呢？第8章模板可以定義一個函數，它的返回類型或形參類型（部分或全部）不具體指定，而用一個或多個抽象的類型參數來表示，這種函數形式就稱為函數模板。在調用函數處，編譯器會用具體的實參類型代替抽象的類型參數，這個過程稱為實例化。第8章模板//例8-1.求兩數之和的函數模板#include<iostream>usingnamespacestd;template<typenameT>//T為類型參數T

add(Tx,Ty){return(x+y);}

intmain(){ doubled1=0.5,d2=8.8;cout<<add(2,3)<<“,”;//T→int.或add<int>(2,3)cout<<add(d1,d2)<<endl;//T→double.或 //add<double>(d1,d2)return0;}函數模板并不是一個真正的函數。程序編譯時，編譯器根據調用語句中的實參類型對函數模板實例化，生成一個具體的可運行的函數。例如，編譯add(2,3)時，編譯器發現2和3是int型，于是使用如下版本的函數：

intadd(intx,inty){return(x+y);}編譯add(d1,d2)時，編譯器發現d1和d2是double型，于是使用如下版本的函數： doubleadd(doublex,doubley){return(x+y);}函數模板的形參列表中也可以帶其他類型的參數。第8章模板運行結果：11.210第8章模板8.1函數模板8.1.1函數模板的定義與使用 8.1.2函數模板重載

8.1.3函數模板專門化 8.1.4使用標準庫中的函數模板第8章模板8.1.2函數模板重載 函數模板也可以重載。編譯器通過匹配過程，可以正確決定應該調用哪個函數形式。當程序中同時重載有函數模板和非模板函數時，編譯器會優先選用非模板函數，當然前提是類型最佳匹配。如果一個調用有多于一個的匹配選擇，則說明函數或函數模板在定義時存在歧義，編譯時將會出錯。8.1函數模板運行結果：4.4,4.4,8.8Dr第8章模板8.1函數模板8.1.1函數模板的定義與使用 8.1.2函數模板重載 8.1.3函數模板專門化

8.1.4使用標準庫中的函數模板第8章模板8.1.3函數模板專門化 使用函數模板，編譯器會根據實參類型自動將模板實例化，即用具體的數據類型代替類型參數。C++也提供一種將模板顯性專門化的語法。即定義函數時，使用前綴“template<>”，后面是針對具體類型的函數定義：

template<> stringLarger<string>(stringx1,stringx2) {return(x1>x2)?X1:x2;}“template<>”的目的是告訴編譯器，當數據類型為string時選用專門化的定義形式。其中函數名后面<string>可以省略。8.1函數模板運行結果：5.5template<>string-b2第8章模板8.1函數模板8.1.1函數模板的定義與使用 8.1.2函數模板重載 8.1.3函數模板專門化 8.1.4使用標準庫中的函數模板第8章模板8.1.4使用標準庫中的函數模板 C++標準庫中的算法函數基本上都是模板，適用于數組等容器類型，編程時可以直接使用，但要#include相應的頭文件。主要的頭文件有<algorithm>、<utility>、<functional>、<numeric>等。下例演示如何使用標準庫中定義的泛型函數，進行數組元素排序、復制、輸出等操作。8.1函數模板運行結果：1.14.42.23.31.12.23.34.44.43.32.21.1第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用8.2.2類模板專門化 8.2.3作為函數的參數及返回類型 8.2.4使用標準庫中的類模板 8.2.5類模板的繼承與派生第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用 第8章模板類模板就像一個能裝水、油等的容器，適用于多種數據類型。

template<typenameT1,typenameT2>

類定義在建立類對象處，編譯器會用實際數據類型代替類模板中的類型參數，形成模板類，這是一個實例化的過程。一般來說，為了確保在每個必須實例化類模板的文件中都有類模板的定義，類模板定義應該放在頭文件中。類模板的成員函數都是函數模板。運行結果：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,3.14第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用8.2.2類模板專門化

8.2.3作為函數的參數及返回類型 8.2.4使用標準庫中的類模板 8.2.5類模板的繼承與派生第8章模板8.2類模板8.2.2類模板的專門化 像函數模板一樣，類模板也可以使用前綴template<>進行專門化定義。下例，要求產生int、double型的模板類時，使用類模板TStack進行實例化；當產生string型棧時，使用專門化的定義。運行結果：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,3.14template<>C++第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用8.2.2類模板專門化 8.2.3作為函數的參數及返回類型

8.2.4使用標準庫中的類模板 8.2.5類模板的繼承與派生第8章模板8.2類模板8.2.3作為函數的參數及返回類型 任何數據類型，包括用戶自定義的類或類模板，都可以作為函數（模板）的參數和返回類型。例8-10求數組元素的最大/最小值及其索引：第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用8.2.2類模板專門化 8.2.3作為函數的參數及返回類型 8.2.4使用標準庫中的類模板

8.2.5類模板的繼承與派生第8章模板8.2類模板8.2.4使用標準庫中的類模板 前面我們定義了一個簡單的棧類模板TStack。實際上C++標準庫已經為我們定義了一個棧類模板stack，使用時只要包含頭文件<stack>即可。C++標準庫中的類型大部分以模板的形式定義。運行結果：9876543210第8章模板8.2類模板8.2.1類模板的定義與使用8.2.2類模板專門化 8.2.3作為函數的參數及返回類型 8.2.4使用標準庫中的類模板 8.2.5類模板的繼承與派生第8章模板8.2類模板8.2.5類模板的繼承與派生 運行結果：4,52.5,3.5radius=2.52,3radius=2第8章模板8.3小結模板將數據類型參數化，為我們提供一種源代碼重用方法。對于功能相同而數據類型不同的操作，可以定義一個通用函數模板，在調用函數處編譯器會用實參的類型代