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《面向对象程序设计与Visual C++6.0教程》 《面向对象程序设计与Visual C++6.0教程》 第8章 模板 本章主要内容： ●模板的概念 ●函数模板 ●模板函数 ●类模板与模板类 ●类模板的友元 ●STL标准库的相关内容(迭代器、算法、容器等) 8.1 模板概述 ●在C++标准库中，几乎所有的代码都是模板代码； ●模板是对具有相同特性的函数或类的再抽象，模板是一种参数化的多态性工具； ●所谓参数化多态性，是指将程序所处理的对象的类型参数化，使一段程序代码可以用于处理多种不同类型的对象； ●采用模板编程，可以为各种逻辑功能相同而数据类型不同的程序提供一种代码共享的机制。 模板的分类 模板分为： ●函数模板 ●类模板 模板总结： ●模板并非通常意义上可直接使用的函数或类，它仅仅是对一族函数或类的描述，是参数化的函数和类。 ●模板是一种使用无类型参数来产生一族函数或类的机制。 模板的实例化 ●模板通过参数实例化可以构建 具体的函数或类， 称为模板函数和模板类。 * * 模板实例化示意图 模 板 函数模板 类模板 模 板 类 模板函数 对 象 ? ? ?  实例化 实例化 实例化 8.2 函数模板 ●通常情况下，程序中的算法就理论本身而言可以不受数据类型的限制； ●但通过代码用实现的各种算法和函数，却受数据类型的影响； ●如工程中经常应用的求解最大值和求绝对值等函数，当数据为int或double时，程序代码将有所不同。 数据为int或double时的求最大值问题 ? int Max(int x,int y) { if(xy) return x; else return y; } double Max(double x,double y) { if(xy) return x; else return y; } int abs(int a) { return a0?-a:a； } double abs(double a) { return a0?-a:a； } 数据为int或double时的求绝对值问题 总结 ●这两组问题均有两个函数； ●对于同一问题，各函数只是参数类型不一样，其功能在本质上完全相同； ●若能写一段通用代码，适用于各种数据类型，则代码的可重用性大大提高； ●函数模板就是为满足这一需求而产生的； ●将逻辑功能相同而函数参数和返回值类型不同的多个重载函数用一个函数模板来描述，这样将给程序设计带来极大的方便。 1. 函数模板的定义 ? 函数模板是参数化的函数。 定义格式如下： ? template 模板形参表 返回值类型 函数名(参数表) { 函数体 } 定义说明 ●template是模板定义的关键字。 ● 模板形参表中包含一个或多个用逗号分开的模板形式参数，每一项均由关键字class或typename引导一个由用户命名的标识符，此标识符为模板参数 ●模板参数表示一种数据类型，可以是基本数据类型或类类型。该数据类型在发生实际函数调用时将被实例化，即用调用处的实际数据类型替代它。 定义说明(续) ● 〈模板形参表〉中的每个模板参数都必须在参数表中得到使用，即作为形参的类型。 ●参数表至少有一个参数说明，并且在函数体中至少使用一次。 ●参数表至少有一个参数说明，并且在函数体中至少使用一次。 ●模板参数和基本数据类型一样，可以在函数中的任何地方使用。 ●函数模板只是一种说明，并不是一个具体的函数，C++编译系统不会产生任何可执行代码。 ●当遇到具体的函数调用时，才根据调用处的具体参数类型，在参数实例化以后才生成相应的代码，此时的代码称为模板函数。 ●普通函数只能传递变量参数，而函数模板提供了传递类型的机制。 2. 函数模板的使用 ●模板函数是函数模板的一个具体实例，是模板参数实例化后的一个可执行的具体函数，只处理一种确定的数据类型 。 ●函数模板的实例化是在编译按系统处理函数调用时由系统自动完成。 ●在调用函数模板时，系统首先确定模板参数所对应的具体类型，并依据该类型生成一个具本函数，系统实际上是调用了这个具有确定参数类型的函数。 3.模板函数的生成 8.3 类模板 ●如同函数模板一样，类模板是参数化的类，即用于实现数据类型参数化的类； ●应用类模板可以使类中的数据成员、成员函数的参数及成员函数的返回值