C面向对象程序设计第七章

1、C+面向对象程序设计第七章本章导读 模板是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数，从而现了真正的代码重用。模板分为函数模板和类模板，它们分别允许用户构造模板函数和模板类。本章要点 函数模板 类模板第七章 目录 7.1 模板的概念 7.2 函数模板与模板函数 7.3 模板函数的覆盖 7.4 类模板与模板类 7.5 程序举例 7.6 本章小结 习题七7.1 模板的概念 模板分为函数模板和类模板，它们分别允许用户构造模板函数和模板类。模板、模板函数、模板类和对象之间的关系如图7-1所示：模板（函数模板与类模板）模板（函数模板与类模板）模板函数模板函数模板类模板类对象对象

2、图7-1 7.2 函数模板与模板函数 函数模板的一般说明形式如下： template 返回类型 函数名(模板形参表) 函数体 其中，template是一个声明模板的关键字，它表示声明一个模板。 例如，将求最大值函数swap ()定义成函数模板，如下所示： template void swap(T &x, T &y) T temp=x; x=y; y=temp; 也可以定义成如下形式 template void swap(T &x, T &y) T temp=x; x=y; y=temp; 其中，T为类型参数，它既可取系统预定义的数据类型，又可以取用户自定义的类型

3、。 上面定义的函数代表的是一类函数，若要使用这个函数进行求最大值操作，必须先将T实例化的参数称为模板实参，用模板实参实例化的函数称为模板函数。用模板实参实例化的函数称为模板函数。 当编译系统发现有一个函数调用 函数名(模板实参表); 时，将根据模板实参表中的类型生成一个函数即模板函数。该模板函数的函数体与函数 模板的函数定义体相同。 【例7.2】定义用于变量交换的函数模板。 #include using namespace std; template void swp(T &x, T &y) T temp=x; x=y; y=temp; int main() char a=A,

4、 b=B; int c=123, d=456; double e=12.3, f=45.6; swp(a,b); swp(c,d); swp(e,f); cout 交换后： a ， b endl; cout 交换后： c ， d endl; cout 交换后： e ， f endl; system(pause); return 0; 程序运行结果： B，A 456， 123 45.6， 12.3 函数模板就像是一个带有类型参数的函数，编译程序会根据实际参数的类型确定参 数的类型。7.3 模板函数的覆盖 下列函数模板： template T max(T a, T b) retum ab?a:b;

5、 对于简单的数据类型，如整型、实型、字符型数据，这个模板能够正常工作。 对于字符串，用上述模板就会出现问题，因为对于字符串，不能使用运算符“”，要为其编写独立的max（）函数。 我们将函数模板生成的函数称为模板函数。如果某一函数的函数原型与函数模板生成的函数（模板函数）原型一致，称该函数为模板函数的覆盖函数。 【例7.3】 模板函数的覆盖 #include #include using namespace std; template T max1(T a, T b) return ab?a:b; char *max1(char *x, char *y) return strcmp(x, y)

6、0 ? x :y;void main() char *p=ABCD, *q=EFGH; p=max1(p, q); int a =max1(10, 20); float b =max1(12.3, 45.6); cout p endl; cout a endl; cout b endl; system(pause); 在进行函数调用时，编译程序采用如下策略确定调用哪个函数： （）首先寻找一个实参与形参完全匹配的覆盖函数，如果找到，则调用该函数。 （）如果能通过函数模板生成实例函数，并且参数匹配，则调用该函数。 （）通过强制类型转换，寻找能够与实参匹白的覆盖函数，或通过函数模板生成的实 例函数、

7、如果找到则调用该函数。 （）如果所有努力失败，则给出出错信息。7.4 类模板与模板类 类模板允许用户为类定义一种模式，使得类中的某些数据成员，某些成员函数的参数或返回值，能取任意数据类型。 定义一个类模板与定义函数模板的格式类似，必须以关键字template开始，然后是类名，其格式如下： template class 类名 / ; 类模板不是代表一个具体的、实际的类，而是代表着一类类。实际上，类模板的使用就是将类模板实例化成一个具体的类，它的格式为： 类名 对象名; 【例7.4】使用栈类模板的使用。 #include using namespace std; const int size=10

8、; template /声明一个类模板class stack public: void init() tos=0; void push(Type ch); /参数取Type类型 Type pop(); /返回类型取Type类型 private: Type stcksize; /数组的类型为类型参数Type，即可取任意类型 int tos; ;template void stack:push(Type ob) if (tos=size) cout“stack is full”; return ; stcktos=ob; tos+; template Type stack :pop() if (t

9、os=0) cout“stack is empty”; return 0; tos-; return stcktos;int main() /定义字符堆栈stack s1，s2; /创建两个模板参数为char型的对象int i;s1.init(); s2.init();s1.push(a); s2.push(x);s1.push(b); s2.push(y);s1.push(c); s2.push(z);for(i=0;i3;i+) cout“pop s1: “s1.pop()endl;for(i=0;i3;i+) cout“pop s2: “s2.pop()endl;/定义整型堆栈stack

10、 is1，is2; /创建两个模板参数为int型的对象is1.init(); is2.init();is1.push(1); is2.push(2);is1.push(3); is2.push(4);is1.push(5); is2.push(6);for (i=0;i3;i+) cout“pop is1: “is1.pop()endl;for (i=0;i3;i+) cout“pop is2: “is2.pop()endl;system(“pause”);return 0;程序运行结果：pop s1: cpop s1: bpop s1: apop s2: zpop s2: ypop s2:

11、xpop is1: 5pop is1: 3pop is1: 1pop is2: 6pop is2: 4pop is2: 27.5 程序举例【实例2】使用缺省参数定义数组的类模板#includeusing namespace std;template class Array T *data; int size;public: Array(int); Array(); T &operator(int);template Array :Array(int n) data = new Tsize=n;template Array :Array() delete data;template T

12、&Array :operator(int i) return datai;void main() int i; Array L1(10); /等价于Array L1(10) Array L2(26); for(i=0; i10; i+) L1i = i; for(i=0; i26; i+) L2i = A+i; for(i=0; i10; i+) cout L1i ; cout endl; for(i=0; i26; i+) cout L2i ; cout endl; system(“pause”);程序运行结果：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9A B C D E F G H I

13、 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z7.6 本章小结 （）模板是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数，从而现了真正的代码重用。 （）模板分为函数模板和类模板，它们分别允许用户构造模板函数和模板类。 （）我们将函数模板生成的函数称为模板函数。如果某一函数的函数原型与函数模板生成的函数（模板函数）原型一致，称该函数为模板函数的覆盖函数。习题七 一、填空题 1定义一个函数模板要用到的第一个修饰符是_。 2在函数模板的参数中，用class修饰的参数称为_参数。 3函数模板生成的函数称为 。如果某一函数的函数原型与函数模板生成的函数（模板函

14、数）原型一致，称该函数为模板函数的。 4模板分为和。 5. 模板是实现的一种工具，它可以实现。 二、选择题 C+程序的基本模块为（ ）。 A表达式 B标识符 C语句 D函数 以下关于函数模板叙述正确的是（ ）。 A函数模板也是一个具体类型的函数 B函数模板的类型参数与函数的参数是同一个概念 C通过使用不同的类型参数，函数模板可以生成不同类型的函数 D用函数模板定义的函数没有类型 类模板template class X，其中，友元函数f对特定类型T（如int），使函数f（X&）成为X(int)模板类的友元，则其说明为( )。 Afriend void f(); Bfriend void f(X&); Cfriend void A:f(); Dfriend void C:f(X&);