第 13 章 模板

1. 第13章 模板 1 3

2. 内容提要 • 本章主要介绍模板的基本概念，介绍使用模板的必要性，模板的分类。 • 重点介绍函数模板的定义、函数模板的使用以及函数模板的重载。 • 介绍类模板的定义方法和类模板的调用方法。

3. 模板的基本概念 • 所谓模板，就是将某段程序中的数据类型参数化，使得它能够处理某个范围内的数据类型 • 而不必为每种可能的类型都建立一个实例，从而避免了重复劳动，增强了程序的灵活性和有效性。

4. 使用模板的必要性 • C++中的模板提供了重用源代码的方法。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; } • 如果使用模板，则只需要定义一个函数： • Template<class type>type max(type a , type b) • {return( a > b) ? a , b; }

5. 使用模板的必要性 案例名称：使用模板的必要性 程序名称：proj13_01.cpp #include <iostream.h> template <class T> T max(T a, T b) { return a > b ? a : b; } void main() { cout << "max(20, 30) = " << max(20, 30) << endl; cout << "max('t', 'v') = " << max('t', 'v') << endl; cout << "max(10.1, 15.2) = " << max(10.1, 15.2) << endl; }

6. 模板的分类 • 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。

7. 函数模板 • 函数模板的定义方法是： • template <<模板参数表>> • <返回类型> <函数名> ( <函数参数表>) • { <函数体> } • 其中，template是关键字，模板参数表用一对尖括号括起来，内有一个或多个模板参数，不能为空。

8. 使用函数模板 案例名称：使用函数模板 程序名称：proj13_02.cpp #include <iostream.h> template <class T> T min(T a[] , int n) { int i; T minv = a[0]; for(i = 1 ; i < n ; i++) { if(minv > a[i]) minv = a[i]; } return minv; } void main() { int 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; }

9. 函数模板的重载 案例名称：使用函数模板 程序名称：proj13_03.cpp #include <iostream.h> template <class T> T min(T x, T y) { cout<<"调用min(T x, T y),最小值为"; return x > y ? y : x; } template <class T> T min(T a[] , int n) { int i; T minv = a[0]; for(i = 1 ; i < n ; i++) { if(minv > a[i]) minv = a[i]; } cout<<"调用min(T a[], int n),最小值为"; return minv; } void main() { int x = 8, y = 23; double a[5] ={ 2.342, 11.346, 8.93, 18.111 , 5.930}; cout << min(x,y) << endl; cout << min(a , 5) << endl; }

10. 类模板 • 类模板和函数模板的定义格式基本相同 • template <<模板参数表>> • class <类名> • { • <类体> • }; • 其中，template是关键字，模板参数表用一对尖括号括起来，内有一个或多个模板参数，不能为空。

11. 使用类模板 案例名称：使用类模板 程序名称：proj13_04.cpp #include <iostream.h> #include <string> using namespace std; template <class T> class Array { public: Array(T a, T b) { x = a; y = b; } T sum() { T tempsum = x + y; return tempsum; } private: T x; T y; }; void main() { Array <int> A (7.0 , 6.0); cout << "A的元素之和为"<< A.sum()<<endl; Array <double> B (1.0 , 6.0 ); cout << "B的元素之和为"<< B.sum()<<endl; }

12. 小结 • 模板是C++的重要语法特征。本章需要了解使用模板的必要性，使用模板可以提高代码的重用性的原因。 • 熟悉模板分成两大类：函数和类模板。熟练掌握函数模板的定义和使用以及如何使用函数模板重载。 • 熟练掌握类模板的定义和使用。

13. 本章习题 • 1、模板参数表中参数使用的符号分隔是___________。 • A) , B) ; • C) / D) 以上都不是 • 2、类模板规定了如何创建一个___________。 • A) 对象B) 类 • C) 实例D) 变量 • 3、类模板的模板参数___________。 • A) 只可以作为数据成员的类型。B) 只可以作为成员函数的返回类型 • C) 只可以作为成员函数参数类型D) 以上都可以 • 4、以上对模板的声明，正确的是___________。 • A) template<T> B) template <class T1, T2) • C) template<class T1, class T2) D) template <class T1; class T2) • 5、有类模板定义如下： • template <class Type> • class Dream • {… • }; • 下列类对象定义中，正确的是___________。 • A) Dream <Type> a; B) Dream <class int> a; • C) Dream <int> a; D) Dream <class Type> a;

14. 本章习题 • 1、填写下面的空格，将程序代码补充完整。 • template < ___________> • ___________min(T x, T y) { • cout<<"调用min(T x, T y),最小值为"; • return ___________ • } • 2、C++模板分为___________和___________。 • 3、本质上复合数据类型中的vector和___________都是系统定义好的模板类。比如定义vector的时候，使用的语法是“___________”。