湖南大学：《C++程序设计》第12章 模板

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 第12章模板 12.1模板的概念 122函数模板 12.3类模板 12.4模板应用实例

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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 breturn(a>b)?a,b; 1 long max(long a, long breturn(a>b)?a, b; 9 double max(double a, double breturn(a>b)a,b; 1 char max(char a, char b)return(a>b)?a, b 若使用模板,则只定义一个函数: Templatetype max( type a, type b) freturn(a>b)a, b; 1

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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(a>b)?a,b;} long max(long a,long b){return(a>b)?a,b;} double max(double a,double b){return(a>b)?a,b;} char max(char a,char b){return(a>b)?a,b;} 若使用模板，则只定义一个函数： Templatetype max(type a,type b) {return(a>b)?a,b;}

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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。 122.1函数模板说明 函数模板的一般说明形式如下: template (模板函数形参表) 数定义体

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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 （模板函数形参表） { //函数定义体 }

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 其中,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clas。中的参数必须是惟一的,而且中至少出现一次。 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 其中，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。中的参数必须是惟一的，而且中至少出现一次。 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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 void ma template aiD) minv=ai <<min(b, 4<<endl; return miny 此程序的运行结果为: a数组的最小值为:0 b数组的最小值为:-34

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 #include template T min(T a[],int n) { int i; T minv=a[0]; for(i=1;ia[i]) minv=a[i]; return minv; } 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。 void main() { ina a[]={1,3,0,2,7,6,4,5,2}; double b[]={1.2,-3.4,6.8,9,8}; cout<<”a数组的最小值为：” <<min(a,9)<< endl; cout<<”b数组的最小值为：” <<min(b,4)<<endl; } 此程序的运行结果为： a数组的最小值为：0 b数组的最小值为：-3.4

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 1222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:();时,将根据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,而的类型则以的 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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：（）；时，将根据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，而的类型则以的 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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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、foat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

C++程序设计 湖南大学 杜四春、银红霞 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