【C++学习笔试】-模板

短命女 2022-08-05 07:50 147阅读 0赞

#### 1.模板基础 ####

C++提供了函数和类机制，可用来设计可重用软件。而模板功能提供了在函数和类中将类型作为参数的能力。有了这种能力，我们就可以设计具有通用类型的函数或类，而编译器会在编译是将通用类型确定为一种具体的类型。

我们从一个简单的例子开始，来看一下模板机制的必要性。假设我们分别想求两个整数和两个double型值中较大的，那么我们需要写两个重载函数，如下所示：

int maxValue(int value1,int value2)
    {
    	if(value1>value2)
    		return value1;
    	else
    		return value2;
    }
    double maxValue(double value1,double value2)
    {
    	if(value1>value2)
    		return value1;
    	else
    		return value2;
    }

这两个函数几乎是一样的，差别仅仅在于使用的类型不同。如果能定义一个通用类型的函数就好了，那么就能节省存储空间，并能使程序更易于维护。C++允许定义具有通用类型的函数模板。下面就开始介绍本文的重点内容，函数模板和类模板。

#### 2.模板函数 ####

还是上面求较大值的例子，我们可以用C++中的模板函数来实现。如下：

template<typename T>
    T maxValue(T value1,T value2)
    {
    	if (value1>value2)
    		return value1;
    	else
    		return value2;
    }

我们可以分别调用maxValue函数来求两个int和double值中的较大者。模板函数的定义是以关键字template开始的，后面跟着一个参数列表。如上例中的代码，template<typename T>，以上面代码开始了函数模板maxValue的定义。这行代码也称为模板前缀，此处的T是类型参数。习惯上，我们用单个大写字母(如T)来表示类型参数。

#### 3.模板类 ####

模板类的语法基本上与模板函数的相同。应在类声明前加上模板前缀，就像在函数模板声明前添加模板前缀一样。在类中，类型参数可以如同任何普通类型一样使用。模板类中的构造函数和成员函数的定义与普通类是一样的，唯一的区别在于它们都是模板函数。因此，需要在函数头前添加模板前缀。下面是实现栈的一个简单例子。

template<typename T>
    class stack
    {
    public:
    	stack();
    	bool empty();
    	T peek();
    	void push(T value);
    	T pop();
    	int getSize();
    private:
    	T *elements;
    	int size;
    	int capacity;
    	void ensureCapacity();
    };
    template<typename T>
    stack<T>::stack(): size(0),capacity(16)
    {
    	elements=new T[capacity];
    }
    template<typename T>
    bool stack<T>::empty()
    {
    	return (size==0);
    }
    template<typename T>
    T stack<T>::peek()
    {
    	return elements[size-1];
    }
    template<typename T>
    void stack<T>::push(T value)
    {
    	ensureCapacity();
    	elements[size++]=value;
    }
    template<typename T>
    void stack<T>::ensureCapacity()
    {
    	if(size>=capacity)
    	{
    		T *old=elements;
    		capacity=2*size;
    		elements=new T[size*2];
    		for(int i=0;i<size;i++)
    			elements[i]=old[i];
    		delete old;
    	}
    }
    template<typename T>
    T stack<T>::pop()
    {
    	return elements[--size];
    }
    template<typename T>
    int stack<T>::getSize()
    {
    	return size;
    }