面向对象编程技术与方法 课件 第8章 模板

面向对象编程技术与方法(C++)

第8章模板第8章模板第8章

模板

8.1函数模板

8.1.1函数模板的定义与使用

8.1.2函数模板重载

8.1.3函数模板专门化

8.1.4使用标准库中的函数模板

8.2类模板

8.2.1类模板的定义与使用

8.2.2类模板专门化

8.2.3作为函数的参数及返回类型

8.2.4使用标准库中的类模板

8.2.5类模板的继承与派生

8.3小结

第8章模板8.1函数模板8.1.1函数模板的定义与使用

8.1.2函数模板重载 8.1.3函数模板专门化 8.1.4使用标准库中的函数模板第8章模板8.1函数模板8.1.1函数模板的定义与使用 函数重载将参数不同、功能类似的函数定义相同的名字，使用户感到含义清楚。但是对于函数设计者而言，仍要分别定义每个函数。对于功能相同、数据类型不同的函数，能不能只编写一次源代码呢？第8章模板可以定义一个函数，它的返回类型或形参类型（部分或全部）不具体指定，而用一个或多个抽象的类型参数来表示，这种函数形式就称为函数模板。在调用函数处，编译器会用具体的实参类型代替抽象的类型参数，这个过程称为实例化。第8章模板//例8-1.求两数之和的函数模板#include<iostream>usingnamespacestd;template<typenameT>//T为类型参数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;}函数模板并不是一个真正的函数。程序编译时，编译器根据调用语句中的实参类型对函数模板实例化，生成一个具体的可运行的函数。例如，编译add(2,3)时，编译器发现2和3是int型，于是使用如下版本的函数：

intadd(intx,inty){return(x+y);}编译add(d1,d2)时，编译器发现d1和d2是double型，于是使用如下版本的函数： doubleadd(doublex,doubley){return(x+y);}函数模板的形参列表中也可以带其他类型的参数。第8章模板运行结果：11.210第8章模板8.1函数模板8.1.1函数模板的定义与使用 8.1.2函数模板重载

8.1.3函数模板专门化 8.1.4使用标准库中的函数模板第8章模板8.1.2函数模板重载 函数模板也可以重载。编译器通过匹配过程，可以正确决定应该调用哪个函数形式。当程序中同时重载有函数模板和非模板函数时，编译器会优先选用非模板函数，当然前提是类型最佳匹配。如果一个调用有多于一个的匹配选择，则说明函数或函数模板在定义时存在歧义，编译时将会出错。8.1函数模板运行结果：4.4,4.4,8.8Dr第8章模板8.1函数模板8.1.1函数模板的定义与使用 8.1.2函数模板重载 8.1.3函数模板专门化

8.1.4使用标准库中的函数模板第8章模板8.1.3函数模板专门化 使用函数模板，编译器会根据实参类型自动将模板实例化，即用具体的数据类型代替类型参数。C++也提供一种将模板显性专门化的语法。即定义函数时，使用前缀“template<>”，后面是针对具体类型的函数定义：

template<> stringLarger<string>(stringx1,stringx2) {return(x1>x2)?X1:x2;}“template<>”的目的是告诉编译器，当数据类型为string时选用专门化的定义形式。其中函数名后面<string>可以省略。8.1函数模板运行结果：5.5template<>string-b2第8章模板8.1函数模板8.1.1函数模板的定义与使用 8.1.2函数模板重载 8.1.3函数模板专门化 8.1.4使用标准库中的函数模板第8章模板8.1.4使用标准库中的函数模板 C++标准库中的算法函数基本上都是模板，适用于数组等容器类型，编程时可以直接使用，但要#include相应的头文件。主要的头文件有<algorithm>、<utility>、<functional>、<numeric>等。下例演示如何使用标准库中定义的泛型函数，进行数组元素排序、复制、输出等操作。8.1函数模板运行结果：1.14.42.23.31.12.23.34.44.43.32.21.1第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用8.2.2类模板专门化 8.2.3作为函数的参数及返回类型 8.2.4使用标准库中的类模板 8.2.5类模板的继承与派生第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用 第8章模板类模板就像一个能装水、油等的容器，适用于多种数据类型。

template<typenameT1,typenameT2>

类定义在建立类对象处，编译器会用实际数据类型代替类模板中的类型参数，形成模板类，这是一个实例化的过程。一般来说，为了确保在每个必须实例化类模板的文件中都有类模板的定义，类模板定义应该放在头文件中。类模板的成员函数都是函数模板。运行结果：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,3.14第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用8.2.2类模板专门化

8.2.3作为函数的参数及返回类型 8.2.4使用标准库中的类模板 8.2.5类模板的继承与派生第8章模板8.2类模板8.2.2类模板的专门化 像函数模板一样，类模板也可以使用前缀template<>进行专门化定义。下例，要求产生int、double型的模板类时，使用类模板TStack进行实例化；当产生string型栈时，使用专门化的定义。运行结果：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,3.14template<>C++第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用8.2.2类模板专门化 8.2.3作为函数的参数及返回类型

8.2.4使用标准库中的类模板 8.2.5类模板的继承与派生第8章模板8.2类模板8.2.3作为函数的参数及返回类型 任何数据类型，包括用户自定义的类或类模板，都可以作为函数（模板）的参数和返回类型。例8-10求数组元素的最大/最小值及其索引：第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用8.2.2类模板专门化 8.2.3作为函数的参数及返回类型 8.2.4使用标准库中的类模板

8.2.5类模板的继承与派生第8章模板8.2类模板8.2.4使用标准库中的类模板 前面我们定义了一个简单的栈类模板TStack。实际上C++标准库已经为我们定义了一个栈类模板stack，使用时只要包含头文件<stack>即可。C++标准库中的类型大部分以模板的形式定义。运行结果：9876543210第8章模板8.2类模板8.2.1类模板的定义与使用8.2.2类模板专门化 8.2.3作为函数的参数及返回类型 8.2.4使用标准库中的类模板 8.2.5类模板的继承与派生第8章模板8.2类模板8.2.5类模板的继承与派生 运行结果：4,52.5,3.5radius=2.52,3radius=2第8章模板8.3小结模板将数据类型参数化，为我们提供一种源代码重用方法。对于功能相同而数据类型不同的操作，可以定义一个通用函数模板，在调用函数处编译器会用实参的类型代