软件技术基础作业—模板编程.pptx

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1、主要内容模板的概念函数模板类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1 1Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第1页/共32页1 模板的概念模板的引入软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2 2class Compare_intpublic:Compare(int a,int b)x=a;y=b;int max()return(xy)?x:y;int min()return(xy)?x:y

2、;float min()return(xy)?x:y;private:float x,y;这两个类的功能是对两个整数这两个类的功能是对两个整数(浮点数浮点数)作比较，可以通过调用成员函作比较，可以通过调用成员函数数max和和min得到两个整数中的大者和小者。得到两个整数中的大者和小者。两个或多个类，其功能是相同的，仅仅是数据类型不同，能否有办法两个或多个类，其功能是相同的，仅仅是数据类型不同，能否有办法减少重复性的工作减少重复性的工作?Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Co

3、pyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第2页/共32页1 模板的概念软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 3 3C+C+在发展的后期增加了在发展的后期增加了模板模板(template)(template)的功能，提供了解决这类问题的的功能，提供了解决这类问题的途径。可以声明一个通用的类模板，它可以有一个或多个虚拟的类型参数。途径。可以声明一个通用的类模板，它可以有一个或多个虚拟的类型参数。如对以上两个类可以综合写出以下的类模板：如对以上两个类可以综合写出以下的类模板：template /声明一个模板，虚拟类型名为声明一个模板，虚拟类型名为numtypecla

4、ss Compare /类模板名为类模板名为Comparepublic:Compare(numtype a,numtype b)x=a;y=b;numtype max()return(xy)?x:y;numtype min()return(xy)?x:y;private:numtype x,y;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第3页/共32页1 模板的概念软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 4

5、 4请将此类模板和前面第一个请将此类模板和前面第一个Compare_int类作一比较，可以看到有两处不同：类作一比较，可以看到有两处不同：(1)声明类模板时要增加一行：声明类模板时要增加一行：template(2)原有的类型名原有的类型名int换成虚拟类型参数名换成虚拟类型参数名numtype在建立类对象时，如果将实际类型指定为在建立类对象时，如果将实际类型指定为int型，编译系统就会用型，编译系统就会用int取代所有取代所有的的numtype，如果指定为，如果指定为float型，就用型，就用float取代所有的取代所有的numtype，这样就能实现，这样就能实现“一类多用一类多用”。如果说如

6、果说类是对象的抽象，对象是类的实例，则类模板是类的抽象，类是类模类是对象的抽象，对象是类的实例，则类模板是类的抽象，类是类模板的实例板的实例。利用类模板可以建立含各种数据类型的类。利用类模板可以建立含各种数据类型的类。Compare cmp(4,7);即在类模板名之后在尖括号内指定实际的类型名，在进行编译时，编译系统即在类模板名之后在尖括号内指定实际的类型名，在进行编译时，编译系统就用就用int取代类模板中的类型参数取代类模板中的类型参数numtype，这样就把类模板具体化了，或者说实，这样就把类模板具体化了，或者说实例化了。例化了。Evaluation only.Created with A

7、spose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第4页/共32页1 模板的概念软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 5 5/CH9_1.cpptemplate /声明一个模板，虚拟类型名为声明一个模板，虚拟类型名为numtypeclass Compare /类模板名为类模板名为Comparepublic:Compare(numtype a,numtype b)x=a;y=b;numtype max()return(xy)?x:y;numtype min()return(

8、xy)?x:y;private:numtype x,y;#include int main()Compare cmp_i(4,7);int imax=cmp_i.max();cout Max:imaxendl;Compare cmp_f(4.5,4.49);float fmax=cmp_f.max();cout Max:fmaxendl;return 1;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第5页/共32页

9、1 模板的概念模板概念它可以实现类型参数化，即把函数或类中的数据类型定义为参数，从而解决参数多态性问题，实现代码可重用性模板分类（按用途）函数模板类模板参数实例化指给函数模板或类模板带入实际的类型参数C+中把经过参数实例化的函数模板称为模板函数，把经过参数实例化的类模板称为模板类软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 6 6Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第6页/共32页1 模板的概念模板、模板函

10、数、模板类和对象之间的关系软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 7 7模板函数模板类模板模板函数模板类对象对象对象参数实例化参数实例化参数实例化参数实例化Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第7页/共32页2 函数模板函数模板的定义软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 8 8一般定义格式：一般定义格式：template 返回类型返回类型 函数名函数名(函数模板形参表函数模板形参表)函数体函数

11、体 设计一个求两个数中较大数的函数模板设计一个求两个数中较大数的函数模板template T max(T x,T y)return(xy)?x:y;template T max(T x,T y)return(xy)?x:y;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第8页/共32页2 函数模板模板函数的生成（函数模板的实例化）基本概念函数模板在具体调用时必须进行参数实例化经参数实例化而生成的具体函数称为模板函数对

12、模板形参进行实例化的参数称为模板实参生成模板函数的方法显式方法:在函数模板调用前，用基本数据类型或用户自定义数据类型对函数模板进行参数实例化，生成模板函数软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 9 9int myIntX=5,myIntY=8,myIntC;float myFloatX=5.6,myFloatY=8.9,myFloatC;int max(int x,int y);myIntC=max(myIntX,myIntY);float max(float x,float y);myFloatC=max(myFloatX,myFloatY);Evaluation only.Creat

13、ed with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第9页/共32页2 函数模板模板函数的生成（函数模板的实例化）生成模板函数的方法隐式方法:直接传递实参进行函数调用，在函数模板调用时，由编译系统根据调用函数的实际参数的数据类型自动进行参数实例化，生成模板函数函数模板与同名的非模板函数的调用规则（1）对一个实际的函数调用，首先寻找一个参数完全匹配的函数，若找到就调用它（2）在（1）失败后，寻找一个函数模板，使其实例化，产生一个匹配的模板函数，若找到就调用它软件技术

14、基础软件技术基础补充补充22模板模板 1010int a=10,b=20,c;c=max(a,b);Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第10页/共32页2 函数模板函数模板与同名的非模板函数的调用规则在（1)和（2）均失败后，再试一试低一级的对函数的重载方法，例如通过类型转换可产生参数匹配等，若找到就调用它若（1），（2），（3）均失败，则这是一个错误的调用软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1

15、111/CH9_2.cpp#include template /A 函数模板T max(T x,T y)couttemplate function.y)?x:y;int max(int x,int y)/B 函数 coutoverload,int,int.y)?x:y;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第11页/共32页2 函数模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1212char max(i

16、nt x,char y)/C 函数重载 coutoverload,int,char.y)?x:y;int main()int i=10;char c=a;float f=43.74f;max(i,i);max(c,c);max(i,c);max(c,i);max(f,f);max(f,i);return 1;int main()int i=10;char c=a;float f=43.74f;max(i,i);/B max(c,c);/A max(i,c);/C max(c,i);/C max(f,f);/A max(f,i);/C return 1;Evaluation only.Creat

17、ed with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第12页/共32页作业6参考在前面求最大值模板，编写类型比较的函数模板，实现不同类型比较的Compare模板函数。软件技术基础软件技术基础补充补充11面向对象面向对象 1313Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第13页/共3

18、2页3 类模板类模板的概念一个类模板（类属类）是一个带参数的类类模板允许用户为类定义一种模式，使得类中的某些成员变量、某些成员函数的参数或返回值，能取任意数据类型（包括系统预定义的和用户自定义的类型）类模板的设计软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1414template class 类名类名/;template是一个声明模板的关键字模板形参表可包括一个或一个以上的模板参数。每个模板参数前加关键字class。例如：class T1,class T2，Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profil

19、e 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第14页/共32页3 类模板类模板的设计在类定义中参数化的数据类型用模板形参表示软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1515template class Complex T real;T imag;public:Complex(T x=0,T y=0);Complex Add(const Complex x);Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2

20、011 Aspose Pty Ltd.第15页/共32页3 类模板类模板的设计在类定义体外定义成员函数时，若此成员函数中有模板参数存在，则需在函数体外进行模板声明，并在函数名前的类名后缀上软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1616template /模板声明模板声明Complex:Complex(T x,T y)real=x;imag=y;template /模板声明模板声明Complex:Add(const Complex x)return Complex(real+x.real,imag+x.imag);注意：注意：类模板定义前和每个外联函数形式的成员函数模板前，都要加类模板定

21、义前和每个外联函数形式的成员函数模板前，都要加语句语句:template；原来程序中为原来程序中为Complex的地方，均应改为：的地方，均应改为：ComplexEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第16页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1717/TComplex.h#include template class Complexprivate:T real;T imag;p

22、ublic:Complex(T x=0,T y=0);Complex operator+(const Complex c);void Display()cout(real,imagi)endl;/;template /模板声明模板声明Complex:Complex(T x,T y)real=x;imag=y;template /模板声明模板声明Complex Complex:operator+(const Complex c)return Complex(real+c.real,imag+c.imag);类模板实现类模板实现类模板声明类模板声明int main()Complex c1(3,5)

23、,c2(4,6),c3;c3=c1+c2;c3.Display();return 1;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第17页/共32页3 类模板类模板的使用模板形参实例化：在外部程序中，用显式方法给类模板传递实例化参数，生成模板类类实例化：使用模板类定义对象软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1818类模板模板类对象模板形参模板形参实例化实例化类实例化类实例化使用复数类模板生成使用复数类模板

24、生成int复数类并创建对象：复数类并创建对象：Complex a(2,4),b(1,5),c;c=a+b;使用复数类模板生成使用复数类模板生成float复数类并创建对象：复数类并创建对象：Complex a(2.1,4.3),b(1.2,5.3),c;c=a+b;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第18页/共32页3 类模板类模板可有多个模板参数和使用类一样，使用类模板时要注意其作用域，只能在其有效作用域

25、内用它定义对象模板可以有层次，一个类模板可以作为基类，派生出派生模板类软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 1919template class MyClassprivate:T1 i;T2 j;public:MyClass(T1 a,T2 b)i=a;j=b;/;MyClass ob1(12,0.15);MyClass ob2(x,“This is a test”);Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty L

26、td.第19页/共32页3 类模板使用类模板需要注意的问题进行类模板声明时，语句template 的“”，不要写成普通函数声明中用的“()”在一个类模板定义中用到另一个类模板时，只写类模板的模板名，却忘记写上模板参数每一个类模板参数必须在类模板体内至少使用一次在全局域中声明与类模板参数同名的对象、函数或类型，在类模板体内被隐藏类模板定义中声明的对象或类型不能与类模板参数同名模板类型参数名可以用来指定类模板成员函数的返回类型一个类模板的定义和该类模板的多处声明所使用的模板参数名可以相同软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2020Evaluation only.Created with

27、Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第20页/共32页作业7参照前面Complex模板类，编写数组计算的模板类，实现数组间的数学运算（加、减、乘）。软件技术基础软件技术基础补充补充11面向对象面向对象 2121Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第21页/共32页3 类模板软件

28、技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2222例例CH9_3:CH9_3:定义一个单向链表的类模板，分别实现节点的增加、删除、查定义一个单向链表的类模板，分别实现节点的增加、删除、查找以及链表的打印操作找以及链表的打印操作(P443)(P443)NULLpHeadNULLpNewNULLpHeadpDelpPrevEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第22页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补

29、充补充22模板模板 2323/TList.h#include/模板声明模板声明template class TListpublic:TList();void Add(T&);void Remove(T&);T*Find(T&);void PrintList();TList();protected:struct Node Node*pNext;T*pT;Node*pFirst;/链首结点指针链首结点指针;/模板定义模板定义template TList:TList()/构造函数构造函数 pFirst=NULL;templateTList:TList()/析构函数析构函数 Node*p;while(

30、pFirst!=NULL)p=pFirst;pFirst=pFirst-pNext;delete p-pT;delete p;pFirst=NULL;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第23页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2424/增加节点到首部增加节点到首部templatevoid TList:Add(T&t)Node*pNew=new Node;/pNew-pT=&

31、t;/pNew-pNext=pFirst;/pFirst=pNew;/查找查找templateT*TList:Find(T&t)for(Node*p=pFirst;p!=NULL;p=p-pNext)if(*(p-pT)=t)return p-pT;return NULL;/打印打印templatevoid TList:PrintList()for(Node*p=pFirst;p!=NULL;p=p-pNext)cout pT);/须有须有T的友元重载的友元重载 cout endl;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 C

32、lient Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第24页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2525/删除节点删除节点templatevoid TList:Remove(T&t)Node*q=NULL;/用来定位待删的结点用来定位待删的结点 if(*(pFirst-pT)=t)/T类中类中=须有定义须有定义 q=pFirst;pFirst=pFirst-pNext;/待删结点在链首时的脱链待删结点在链首时的脱链 else for(Node*p=pFirst;p-pNext!=NULL;p=p-pNe

33、xt)/顺链查找顺链查找 if(*(p-pNext-pT)=t)q=p-pNext;p-pNext=q-pNext;break;/if(q!=NULL)delete q-pT;/delete q;/Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第25页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2626/CH9_3.cpp#include TList.hint main()TList float

34、List;for(int i=1;i7;i+)floatList.Add(*new float(i+0.6);floatList.PrintList();float b=3.6F;float*pa=floatList.Find(b);if(pa!=NULL)floatList.Remove(*pa);floatList.PrintList();return 1;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第26页/

35、共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2727例例 CH9_4:CH9_4:定义一个栈类模板，实现栈的基本功能，如入栈、出栈、判断定义一个栈类模板，实现栈的基本功能，如入栈、出栈、判断栈空栈空(满满)等。栈中存放数据的类型由实例化时的模板类型参数决定。在测等。栈中存放数据的类型由实例化时的模板类型参数决定。在测试程序中实例化了试程序中实例化了3 3种类型的栈，并打印栈中的数据种类型的栈，并打印栈中的数据/TStack.h#include template class TStack/模板类模板类TStack，实现栈的基本功能，存放的数据类型由模板参数，实现栈的基本功能，

36、存放的数据类型由模板参数T决定决定public:TStack(int s=20);TStack();int Push(const T&);int Pop(T&);bool IsEmpty();bool IsFull();void Print();private:int size;/栈的最大存储容量栈的最大存储容量 int top;/栈顶元素的下标栈顶元素的下标 T *pStack;/指向栈起始地址的指针指向栈起始地址的指针;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyrigh

37、t 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第27页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2828/TStack.h/类模板的实现类模板的实现/构造一个容量为（构造一个容量为（0，500的栈的栈template TStack:TStack(int s)if(s 500)size=20;else size=s;top=0;pStack=new Tsize*sizeof(T);template TStack:TStack()delete pStack;/判栈满判栈满template bool TStack:IsFull()if(top=size)return

38、true;else return false;/判栈空判栈空template bool TStack:IsEmpty()if(top=0)return true;else return false;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第28页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 2929/入栈入栈template int TStack:Push(const T&item)if(!

39、IsFull()pStacktop+=item;return 1;return 0;/出栈出栈template int TStack:Pop(T&item)if(!IsEmpty()item=pStack-top;return 1;return 0;/从栈底到栈顶输入栈中元素从栈底到栈顶输入栈中元素template void TStack:Print()cout Stack(;for(int i=0;itop;i+)cout pStacki;if(itop-1)cout,;cout)n;Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5

40、 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第29页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 3030/CH9_4.cpp 测试程序测试程序#include#include TStack.hint main()/实例化实例化TStack的的3个对象，每个对象做个对象，每个对象做5次入栈操作，次入栈操作，/每次操作后都打印出栈中所有元素每次操作后都打印出栈中所有元素 TStack s1;/实例化一个存放实例化一个存放int类型数据的栈对象类型数据的栈对象 cout栈栈s1信息如下信息如下:endl;

41、for(int i=0;i5;i+)s1.Push(i*10);/元素元素i*10入栈入栈 s1.Print();/打印栈中所有元素打印栈中所有元素 /实例化一个存放实例化一个存放double类型数据的栈对象类型数据的栈对象 TStack s2;coutendl栈栈s2信息如下信息如下:endl;for(i=0;i5;i+)s2.Push(i*1.1);/元素元素i*1.0入栈入栈 s2.Print();/打印栈中所有元素打印栈中所有元素 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.

42、Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第30页/共32页3 类模板软件技术基础软件技术基础补充补充22模板模板 3131 char array510=one,two,three,four,five;/实例化一个存放实例化一个存放char*类型数据的栈对象类型数据的栈对象 TStack s3;coutendl栈栈s3信息如下信息如下:endl;for(i=0;i5;i+)s3.Push(arrayi);/元素元素arrayi0入栈入栈 s3.Print();/打印栈中所有元素打印栈中所有元素 return 1;注意：模板声明和定义必须全部放在头文件内，否则注意：模板声明和定义必须全部放在头文件内，否则VCVC编译编译器连接时出现错误！器连接时出现错误！Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页