模板与命名空间

1、模板与命名空间第1页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.1 模板的概念与作用模板使函数和类的处理对象参数化，这样的目的是使代码具有通用性，所以模板是实现代码重用机制的一种有效的工具。第2页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.1.1 模板的概念C+程序的组成单位是函数和类。相应地，模板可以分为函数模板（function template）和类模板（class template）。当定义了模板之后，这个模板就可以处理不同的数据类型，而不必显式地定义针对不同数据类型的各种版本的函数或者类了。模板在使用时也需要进行实例化，模板、函数模板、模板类与对象之间

2、的关系如图13-1所示。第3页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.1.2 模板的作用为什么要使用模板呢？这是首先需要了解的问题。下面通过实际的例子来说明使用模板的必要性。【示例13-1】对两个整型变量的值进行交换的函数，代码如下。void swap(int& a,int& b)int nTemp = a;/将a的值保存在一个临时变量中a = b;/把b的值赋给ab = nTemp;/b被赋a的原值第4页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.2 函数模板函数模板是一类可以被实例化的特殊函数，通过它可以操作通用类型的数据。函数模板所处理的数据类型都是通

3、过参数来体现的。在函数模板实例化的过程中，才将这些参数具体为一种特定的数据类型。通过这样的处理方式，在定义函数时不必为每种数据类型都编写重复类似的代码。模板中表示数据类型的参数称为模板参数，这是一种特殊的参数，它能传递一种数据类型。当函数模板接收到这种数据类型并且认为它是合法的，则函数模板会使用它。第5页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.2.1 函数模板的定义和使用声明一个函数模板参数类型的具体格式如下。template 返回类型 函数名(函数形参表);或者格式如下。template 返回类型 函数名(函数形参表);第6页，共16页，2022年，5月20日，6点48分

4、，星期四13.2.2 重载模板函数模板函数虽然能针对众多的类型，但是也不能针对所有的类型。所以在必要的时候，还是需要重写类似函数。模板函数也可以像普通函数一样被重载。对于模板函数GetMax( )，无法处理char*类型的字符串。第7页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.3 类模板类模板是将类所处理的对象类型参数化。它使得类中的某些数据成员的参数和返回值能取任意数据类型。类模板的一般定义格式如下。template class 类名/类体;第8页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4 命名空间在C+中，变量、函数、结构体、枚举、类以及类和结构体的成

5、员等都有命名。随着工程的增大，这种命名相互冲突的可能性就增大了。使用多个厂商提供的类库时，也可能导致命名的冲突。命名空间是ANSI C+引入的，可以很好的控制户命名的作用域。第9页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4.1 程序中的命名冲突分析在前面讲解函数时，简单学习了C+语言中的变量作用域。C+中，作用域包括文件作用域、函数作用域、复合语句作用域和类作用域等。在不同的作用域中，定义具有相同名字的变量是合法的，它们是互不干扰的，编译系统可以区分并正确使用它们。在C+中，由于体系较为庞大，对变量的定义和引用可能会产生同名现象，从而导致命名的重复和引用的不确定性。下面分析

6、几种较为常见的命名冲突现象。1相同全局变量的命名3全局命名空间污染第10页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4.2 命名空间的概念对于程序中的命名冲突问题，C语言和早期的C+语言没有提供有效的机制来解决这个问题。直到ANSI C+的诞生，利用命名空间来解决这个问题。命名空间是ANSI C+引入的可以由用户命名的作用域，用来处理程序中常见的同名冲突。在学习本书前面各章节时，读者已经多次看到在程序中用到了以下语句。using namespace std;第11页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4.3 命名空间的使用通过前面的学习可以知道，在引用

7、命名空间成员时，要用命名空间名和作用域分辨符对命名空间成员进行引用限定，以区别不同的命名空间中的同名标识符。对命名空间成员引用的一般格式如下。命名空间名:命名空间成员名第12页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4.4 标准命名空间stdC+定义了标准库，标准库也需要解决与其他库的命名冲突问题。为此，C+将标准库中所有的成员放在一个名字为std的命名空间中。std是standard（标准）的缩写形式，它表示命名空间中存放的是与标准库有关的内容。标准头文件中的各种类、函数、对象和类模板等都被包含在此命名空间中。引入标准命名空间的格式如下。using namespace s

8、td;在程序中没有引入标准命名空间时，使用其中的成员，需要使用std来进行限定。第13页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.4.5 C+头文件的使用在C和C+中都有头文件，它相当于一本书的目录，其主要作用是为用户提供调用而实现的外部接口。例如，一些厂商开发的库不对外公开代码，那么开发者如何才能了解库中的内容？这就要通过头文件来了解。C语言的头文件风格和C+头文件的风格在一定程度上有一定的不同。第14页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.5 本章实例【实例】约瑟夫（josephus）问题：假设有n个小孩坐成一个环，假如从第一个小孩开始数，如果数到m个小孩，则该小该离开，问最后留下的小孩是第几个小孩？分析：如果总共有6个小孩，围成一圈，从第一个小孩开始，每次数2个小孩，则游戏情况如下。小孩序号：1，2，3，4，5，6。离开小孩序号：2，4，6，3，1。最后获胜小孩序号：5。第15页，共16页，2022年，5月20日，6点48分，星期四13.6 小结本章主要讲述了模板的使用以及命名空间的使用。模板是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现参数类型化，即把类型定义为参数，从而实现真正的代码可重用性。模板可分为函数模板和类模板。其中，函数模板是一种能操作通用类型的特殊函数；类模板使用户可以为类定义一种模式，使得类中的某