C++程序设计教程 第12章 模板.pptVIP

第12章 模板 12.1 模板的概念 12.2 函数模板 12.3 类模板 12.4 模板应用实例 模板是C++支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。 12.1 模板的概念 所谓模板是一种使用无类型参数来产生一系列函数或类的机制，是C++的一个重要特性。它的实现，方便了更大规模的软件开发。 若一个程序的功能是对某种特定的数据类型进行处理，则可以将所处理的数据类型说明为参数，以便在其他数据类型的情况下使用，这就是模板的由来。模板是以一种完全通用的方法来设计函数或类而不必预先说明将被使用的每个对象的类型。通过模板可以产生类或函数的集合，使它们操作不同的数据类型，从而避免需要为每一种数据类型产生一个单独的类或函数。 例如，设计一个求两参数最大值的函数，不使用模板时，需要定义四个函数： int max(int a,int b){return(ab)?a,b;} long max(long a,long b){return(ab)?a,b;} double max(double a,double b){return(ab)?a,b;} char max(char a,char b){return(ab)?a,b;} 若使用模板，则只定义一个函数： Templateclass typetype max(type a,type b) {return(ab)?a,b;} C++程序由类和函数组成，模板也分为类模板（class template）和函数模板（function template）。在说明了一个函数模板后，当编译系统发现有一个对应的函数调用时，将根据实参中的类型来确认是否匹配函数模板中对应的形参，然后生成一个重载函数。该重载函数的定义体与函数模板的函数定义体相同，它称之为模板函数（template function）。 同样，在说明了一个类模板之后，可以创建类模板的实例，即生成模板类。 12.2 函数模板 C++提供的函数模板可以定义一个对任何类型变量进行操作的函数，从而大大增强了函数设计的通用性。使用函数模板的方法是先说明函数模板，然后实例化成相应的模板函数进行调用执行。 12.2.1 函数模板说明 函数模板的一般说明形式如下： template 模板形参表 返回值类型 函数名（模板函数形参表） { //函数定义体 } 其中，模板形参表可以包含基本数据类型，也可以包含类类型。类型形参需要加前缀class。如果类型形参多于一个，则每个类型形参都要使用class。模板函数形参表中的参数必须是惟一的，而且函数定义体中至少出现一次。 函数模板定义不是一个实实在在的函数，编译系统不为其产生任何执行代码。该定义只是对函数的描述，表示它每次能单独处理在类型形式参数表中说明的数据类型。 例12-1：编写一个对具有n个元素的数组a[ ]求最小值的程序，要求将求最小值的函数设计成函数模板。 #include iostream.h template class T T min(T a[],int n) { int i; T minv=a[0]; for(i=1;in;i++) if(minva[i]) minv=a[i]; return minv; } 12.2.2 使用函数模板 函数模板只是说明，不能直接执行，需要实例化为模板函数后才能执行。 当编译系统发现有一个函数调用：函数名（实参表）；时，将根据实参表中的类型生成一个重载函数即模板函数。该模板函数的定义体与函数模板的函数定义体相同，而形参表的类型则以实参表的实际类型为依据。 在模板函数被实例化之前，必须在函数的某个地方首先说明它（可能不进行定义），这样，就可以到后面再定义模板。和一般函数一样，如果函数模板的定义在首次调用之前，函数模板的定义就是对它的说明。定义之后的首次调用就是对模板函数的实例化。 对模板函数的说明和定义必须是全局作用域。模板不能被说明为类的成员函数。 模板函数有一个特点，虽然模板参数T可以实例化成各种类型，但是采用模板参数T的各参数之间必须保持完全一致的类型。模板类型并不具有隐式的类型转换，例如在int与char之间、float与int之间、float与double之间等的隐式类型转换。而这种转换在C++中是非常普遍的。 例12-2：函数模板仅定义了函数的形状，编译器将根据实际的数据类型参量在内部产生一个相应的参数模板，一个模板函数的数据类型参量必须全部使用模板形参。 函