《C++程序设计教程》课件第4章.ppt

4.1概念

4.2函数模板与模板函数

4.3重载模板函数

4.4类模板与模板类

4.5类模板的应用

4.6标准模板库STL

本章要点

练习

4.1概念

若某函数要对一些数据类型进行同样的处理，则可将所

处理的数据类型说明为参数，将该函数改写为模板。模板可

以让参数表中的数据类型进行同样方式的处理。

比如swap()函数，要求分别交换整型、实型和字符型数

据，就要有三个函数：

(1) voidSwap(inta,intb)

{inttemp=a;a=b;b=temp;}

(2) voidSwap(floata,floatb)

{floattemp=a;a=b;b=temp;}

(3) voidSwap(chara,charb)

{chartemp=a;a=b;b=temp;}

从中不难发现，三个Swap的主体是一样的，只是处理的

数据类型不同。那么能否编写一个函数，使之对于任何类型

的两个对象a、b，总能使编译器理解其意义并实现数据交

换呢？

在C++中引入模板机制，就能解决上述问题。用模板可

使一些还未确定数据类型的参数进行一些操作，也就是说把

那些完成同样操作功能的函数用模板来代替。这样，不同类

型对象的操作就可在一个母体上完成。

4.2函数模板与模板函数

在C++中有类和函数，模板也分为类模板(classtemplate)

和函数模板(functiontemplate)。模板是C++中最复杂且功能

最强大的特性之一，它可以帮助用户在编程中创建可重用的

代码。使用模板可以创建通用的函数和类，在此称为模板函

数或模板类。在模板函数和类中，将数据类型指定为参数，

所以该函数和类就能适用于不同的数据类型。

4.2.1函数模板

1．一般定义形式

template类型形式参数表

函数返回类型FunctionName(函数形式参数表){函数体}

所有函数模板的定义都是以关键字template开始的，关键字

之后是用尖括号括起来的类型形式参数表，也可称为模板参

数表。该参数表中的参数之间用逗号分隔。类型形式参数表

之后是名为FunctionName的函数返回类型，然后是函数

FunctionName的形式参数表。

类型形式参数表不能为空，其中参数可以是一个或多

个，既可以有待确定的类型，也可以是基本类型，可以包括

函数的返回类型，也可以包括在本模板函数中要使用的类型。

总之，要列出所有现在还未能确定的类型，再用一个自定义

的标识符来代替未来的类型名。

在类型形式参数表中每个未确定类型的形式参数之前

都要加前缀class或typename。当有多个参数时用逗号分隔。

在参数表中若包含基本数据类型，则按常规标识。

3．声明函数模板

就像普通函数一样，函数模板也可以分为声明与定义。

例如，templateclassTA,classTB,intKvoidFun(floatx,TA

y,TBz);声明了一个函数模板，该模板中有三个参数，前两个

还未决定类型，后一个是整型。在声明时要注意，一般函数

模板在声明时必须给出变量名，如Fun中的x，y，z。

在函数形式参数表中可以包含基本数据类型，也可以包

含类型形式参数表中的类型。需要说明的一点是，一般来

说，将基本类型放入类型形式参数表中的情况并不常用。

基本类型参数只是代表了一个常量表达式。对于在类型形

式参数表中已出现的类型，在函数中都可作为已知类型。

4．定义函数模板

通过下面的模板说明和函数体可完成函数模板的定义：

templateclassTA,classTB,intKvoidFun(floatx,TAy)

{TBz;z=x+y;coutx‘+’y‘=’zendl;}

但它只是(函数)模板的定义，编译器不会生成执行代码，

它也不占用空间，因为模板是框架，不是函数，y和z是什么

类型都未确定。该定义只是描述了该函数模板具有处理一些

在类型形式参数表中所列出的数据类型的能力。即函数模

板定义仅反映了该函数模板的能力。

在声明或定义函数模板的参数类型时，用class或

typename都可以。关键字typename是最近才被引入到C++中

的，引入它的目的是因为有时需要靠它来指导编译器解释模

板定义，使得我们可以对模板定义进行分析。这个讨论超出

了本书的范围，想进一步了解此内容的读者可阅读Stroustrup

的《DesignandEvolutionofC++》一书[4]。

4.2.2模板函数