[电脑基础知识]第五章 模板.ppt

主讲教师: 游洪跃 个人主页： /~youhongyao 教材：《C++面向对象程序设计》 李涛 主编 游洪跃 陈良银 李琳等编 高等教育出版社 2006年2月出版 本书内容 第1章 绪论 第2章 C++类和对象 第3章 继承 第4章 多态性 第5章 模板 第6章 C++常见问题 第7章 Visual C++编程基础 第8章 对话框、常用消息、菜单和工具条 第9章 单文档界面和多文档界面 第10章 图形设备接口 实验 （待安排） 5.1 模板的基本概念 模板是C++支持多态性的一种工具。 模板将用“类型参数”来完成不同的功能。 使用模板可以让用户得到类或函数声明的一种通用模式。 使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得不同的类型。 5.1.1 模板的概念 所谓模板，其实就是一种使用“数据类型”作为参数来产生一系列函数或类的机制。 模板方便了更大规模的软件开发。 减少了程序员编写代码的工作量。 5.1.2 为何需要使用模板 //求两个整型数的极大值 int GetMax( int a, int b ) { return( a b ) ? a : b; } //求两个长整型数的极大值 long GetMax( long a, long b ) { return( a b ) ? a : b; } //求两个双精度型数的极大值 double GetMax( double a, double b ) { return( a b ) ? a : b; } //求两个字符型数的极大值 char GettMax( char a, char b ) { return( a b ) ? a : b; } 是否可以将上述四个函数合成为一个函数啦？ //Type用前述的int、long、double、char替换可得到上述四个函数。 Type GetMax( Type a, Type b ) { return( a b ) ? a, b; } 这实际上就是一种抽象。 可以将数据类型说明为参数，以适用于其他数据类型，这就是模板。 通过模板可以产生类或函数的集合，它们有能力操作不同的数据类型。 因而也就不必要为每一种数据类型设计一个单独的类或函数。 模板分为类模板（class template）和函数模板（function template）两种。 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，将根据实参中的数据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，但数据类型参数具体化了，称为模板函数（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，称为模板类。 实际上，将数据类型作为参数就得到了模板。将参数实例化就得到了模板类或者模板函数。 5.2 函数模板及模板函数 函数模板是对一批模样相同的函数的说明描述，它不是某一个具体的函数。 而模板函数则是将函数模板内的“数据类型参数”具体化后得到的重载函数（就是由模板而来的函数）。 从哲学的抽象和具体的角度来说：函数模板是抽象的，而模板函数则是具体的。 C语言中，使用不同函数名来表达相似功能；而C++中则用函数重载来表达。 而使用函数模板，则只需要一段公共的模板描述代码即可。 函数模板减少了程序员输入代码的工作量，是C++中功能最强的特性之一，是提高软件代码重用率的重要手段之一。 5.2.1 函数模板的定义及生成模板函数 函数模板大大增强了函数设计的通用性。 使用函数模板的方法是； 1、先说明函数模板， 2、然后实例化成相应的模板函数， 3、最后才可以调用模板函数，并执行。 函数模板的说明形式一般如下： template 模板类型形参表 返回值类型 函数名（模板函数形参表） { //函数定义体 } 其中，模板类型形参表的类型可以是任何类型：包含基本数据类型，和类类型。 函数模板是一组函数的描述，不能直接执行，它需要实例化为模板函数后才能执行。 函数模板并不是一个实实在在的函数。 编译系统不会为它产生任何执行代码。 该定义只是对某类函数的描述。 一旦数据类型形参实例化以后，就产生一个实实在在的模板函数。 例5-1：编写一个对具有n个元素的数组a[ ]求最大值的程序，要求将求最大值的函数设计成函数模板以适应不同的数组元素类型。 smain5_1.cpp 注意事项： 函数模板的说明和定义必须在全局作用域。 函数模板不能说明为类的成员函数。 另外，模板类型参数不具有隐式类型转换的作用。 5.2.2 重载函数模板 模板函数也可以重载。匹配过程