C++语言程序设计第九章.pptx
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1、1第一部分:模板函数模板类模板第第2页页/共共76页页第1页/共76页2函数模板函数模板可以用来创建一个通用功能的函数,以支持多种不同形参,进一步简化重载函数的函数体设计。声明方法:template 函数声明 函 数 模 板第第3页页/共共76页页第2页/共76页3求绝对值函数的模板#includeusing namespace std;templateT abs(T x)return x0?-x:x;int main()int n=-5;double d=-5.5;coutabs(n)endl;coutabs(d)endl;函 数 模 板运行结果:运行结果:55.5第第4页页/共共76页页第
2、3页/共76页4求绝对值函数的模板分析编译器从调用abs()时实参的类型,推导出函数模板的类型参数。例如,对于调用表达式abs(n),由于实参n为int型,所以推导出模板中类型参数T为int。当类型参数的含义确定后,编译器将以函数模板为样板,生成一个函数:int abs(int x)return x0?-x:x;函 数 模 板第第5页页/共共76页页第4页/共76页5类模板的作用使用类模板使用户可以为类声明一种模式,使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数、某些成员函数的返回值,能取任意类型(包括基本类型的和用户自定义类型)。类 模 板第第6页页/共共76页页第5页/共76页6类模板的声明类
3、模板:template class 类名类成员声明如果需要在类模板以外定义其成员函数,则要采用以下的形式:template 类型名 类名:函数名(参数表)类 模 板第第7页页/共共76页页第6页/共76页7例9-2 类模板应用举例#include#include using namespace std;/结构体Studentstruct Student int id;/学号 float gpa;/平均分;类 模 板第第8页页/共共76页页第7页/共76页template /类模板:实现对任意类型数据进行存取class Store private:T item;/用于存放任意类型的数据 int
4、haveValue;/用于标记item是否已被存入内容 public:Store(void);/默认形式(无形参)的构造函数 GetElem(void);/提取数据函数 void PutElem(T x);/存入数据函数;/默认形式构造函数的实现template Store:Store(void):haveValue(0)8第第9页页/共共76页页第8页/共76页template /提取数据函数的实现T Store:GetElem(void)/如果试图提取未初始化的数据,则终止程序 if(haveValue=0)cout No item present!endl;exit(1);return
5、item;/返回item中存放的数据 template /存入数据函数的实现 void Store:PutElem(T x)/将haveValue 置为 TRUE,表示item中已存入数值 haveValue+;item=x;/将x值存入item9第第10页页/共共76页页第9页/共76页int main()Student g=1000,23;Store S1,S2;Store S3;Store D;S1.PutElem(3);S2.PutElem(-7);cout S1.GetElem()S2.GetElem()endl;S3.PutElem(g);cout The student id i
6、s S3.GetElem().idendl;cout Retrieving object D ;cout D.GetElem()endl;/输出对象D的数据成员 /由于D未经初始化,在执行函数D.GetElement()时出错10第第11页页/共共76页页第10页/共76页11第二部分:群体数据线性群体线性群体的概念直接访问群体-数组类顺序访问群体-链表类栈类队列类第第12页页/共共76页页第11页/共76页12群体的概念群体是指由多个数据元素组成的集合体。群体可以分为两个大类:线性群体和非线性群体。线性群体中的元素按位置排列有序,可以区分为第一个元素、第二个元素等。非线性群体不用位置顺序来标
7、识元素。第第13页页/共共76页页第12页/共76页13线性群体的概念线性群体中的元素次序与其位置关系是对应的。在线性群体中,又可按照访问元素的不同方法分为直接访问、顺序访问和索引访问。在本章我们只介绍直接访问和顺序访问。第一个元素第二个元素第三个元素最后一个元素第第14页页/共共76页页第13页/共76页14数组静态数组是具有固定元素个数的群体,其中的元素可以通过下标直接访问。缺点:大小在编译时就已经确定,在运行时无法修改。动态数组由一系列位置连续的,任意数量相同类型的元素组成。优点:其元素个数可在程序运行时改变。动态数组类模板:例9-3(9_3.h)直接访问的线性群体第第15页页/共共76
8、页页第14页/共76页#ifndef ARRAY_CLASS#define ARRAY_CLASSusing namespace std;#include#include#ifndef NULLconst int NULL=0;#endif /NULLenum ErrorType invalidArraySize,memoryAllocationError,indexOutOfRange;char*errorMsg=Invalid array size,Memory allocation error,Invalid index:;动态数组类模板程序15第第16页页/共共76页页第15页/共76
9、页template class Array private:T*alist;int size;void Error(ErrorType error,int badIndex=0)const;public:Array(int sz=50);Array(const Array&A);Array(void);Array&operator=(const Array&rhs);T&operator(int i);operator T*(void)const;int ListSize(void)const;void Resize(int sz);16第第17页页/共共76页页第16页/共76页17数组类模
10、板的构造函数/构造函数template Array:Array(int sz)if(sz=0)/sz为数组大小(元素个数),若小于0则输出错误信息 Error(invalidArraySize);size=sz;/将元素个数赋值给变量size alist=new Tsize;/动态分配size个T类型的元素空间 if(alist=NULL)/如果分配内存不成功,输出错误信息 Error(memoryAllocationError);直接访问的线性群体第第18页页/共共76页页第17页/共76页18数组类的拷贝构造函数template Array:Array(const Array&X)int
11、n=X.size;size=n;alist=new Tn;if(alist=NULL)Error(memoryAllocationError);T*srcptr=X.alist;/X.alist是对象X的数组首地址 T*destptr=alist;/alist是本对象中的数组首地址 while(n-)/逐个复制数组元素 *destptr+=*srcptr+;直接访问的线性群体第第19页页/共共76页页第18页/共76页19浅拷贝 alist sizeAA的数组元素占用的内存拷贝前 alist sizeAA的数组元素占用的内存拷贝后 alist sizeBint main()int main()
12、Array A(10);Array A(10);.Array B(A);Array B(A);.template template Array:Array(Array:Array(const Array&X)const Array&X)size=X.size;size=X.size;alist=X.alist;alist=X.alist;第第20页页/共共76页页第19页/共76页20深拷贝 alist sizeAA的数组元素占用的内存拷贝前 alist sizeAA的数组元素占用的内存拷贝后 alist sizeBB的数组元素占用的内存第第21页页/共共76页页第20页/共76页21数组类的
13、重载=运算符函数template Array&Array:operator=(const Array&rhs)int n=rhs.size;if(size!=n)delete alist;alist=new Tn;if(alist=NULL)Error(memoryAllocationError);size=n;T*destptr=alist;T*srcptr=rhs.alist;while(n-)*destptr+=*srcptr+;return*this;直接访问的线性群体第第22页页/共共76页页第21页/共76页22数组类的重载下标操作符函数template T&Array:opera
14、tor(int n)/检查下标是否越界 if(n size-1)Error(indexOutOfRange,n);/返回下标为n的数组元素 return alistn;直接访问的线性群体第第23页页/共共76页页第22页/共76页23为什么有的函数返回引用如果一个函数的返回值是一个对象的值,它就被认为是一个常量,不能成为左值。如果返回值为引用。由于引用是对象的别名,所以通过引用当然可以改变对象的值。直接访问的线性群体第第24页页/共共76页页第23页/共76页24重载指针转换操作符template Array:operator T*(void)const /返回当前对象中私有数组的首地址 re
15、turn alist;直接访问的线性群体第第25页页/共共76页页第24页/共76页25指针转换运算符的作用#include using namespace std;int main()int a10;void read(int*p,int n);read(a,10);void read(int*p,int n)for(int i=0;ipi;int main()Array a(10);void read(int*p,n);read(a,10);void read(int*p,int n)for(int i=0;ipi;直接访问的线性群体第第26页页/共共76页页第25页/共76页26Arra
16、y类的应用例9-4求范围2N中的质数,N在程序运行时由键盘输入。直接访问的线性群体第第27页页/共共76页页第26页/共76页#include#include#include 9_3.husing namespace std;int main()Array A(10);int n;int primecount=0,i,j;cout=2 as upper limit for prime numbers:;cin n;Aprimecount+=2;/2是一个质数 for(i=3;i n;i+)if(primecount=A.ListSize()A.Resize(primecount+10);if(
17、i%2=0)continue;j=3;while(j i/2)Aprimecount+=i;for(i=0;i primecount;i+)cout setw(5)Ai;if(i+1)%10=0)cout endl;cout endl;27第第28页页/共共76页页第27页/共76页28链表链表是一种动态数据结构,可以用来表示顺序访问的线性群体。链表是由系列结点组成的,结点可以在运行时动态生成。每一个结点包括数据域和指向链表中下一个结点的指针(即下一个结点的地址)。如果链表每个结点中只有一个指向后继结点的指针,则该链表称为单链表。顺序访问的线性群体第第29页页/共共76页页第28页/共76页2
18、9单链表 data1 data1 data2 data2 data3 data3 datan NULL datan NULLheadheadrearrear顺序访问的线性群体第第30页页/共共76页页第29页/共76页30单链表的结点类模板template class Node private:Node*next;public:T data;Node(const T&item,Node*ptrnext=NULL);void InsertAfter(Node*p);Node*DeleteAfter(void);Node*NextNode(void)const;顺序访问的线性群体第第31页页/共共
19、76页页第30页/共76页31在结点之后插入一个结点 data1 data2 p datatemplate template void Node:void Node:InsertAfterInsertAfter(Node*p)(Node*p)/p /p节点指针域指向当前节点的后继节点节点指针域指向当前节点的后继节点 p-next=next;p-next=next;next=p;/next=p;/当前节点的指针域指向当前节点的指针域指向p p 顺序访问的线性群体第第32页页/共共76页页第31页/共76页32 删除结点之后的结点顺序访问的线性群体 data1 data2 data3Node*No
20、de:DeleteAfter(void)Node*Node:DeleteAfter(void)Node*tempPtr=next;Node*tempPtr=next;if(next=NULL)if(next=NULL)return NULL;return NULL;next=tempPtr-next;next=tempPtr-next;return tempPtr;return tempPtr;tempPtr第第33页页/共共76页页第32页/共76页33链表的基本操作生成结点插入结点查找结点删除结点遍历链表清空链表顺序访问的线性群体第第34页页/共共76页页第33页/共76页34链表类模板(
21、例9-6)顺序访问的线性群体/9_6.h#ifndef LINKEDLIST_CLASS#define LINKEDLIST_CLASS#include#include using namespace std;#ifndef NULLconst int NULL=0;#endif /NULL#include 9_5.htemplate class LinkedListprivate:Node*front,*rear;Node*prevPtr,*currPtr;int size;int position;Node*GetNode(const T&item,Node*ptrNext=NULL);v
22、oid FreeNode(Node*p);void CopyList(const LinkedList&L);public:LinkedList(void);LinkedList(const LinkedList&L);LinkedList(void);LinkedList&operator=(const LinkedList&L);int ListSize(void)const;int ListEmpty(void)const;void Reset(int pos=0);void Next(void);int EndOfList(void)const;int CurrentPosition(
23、void)const;void InsertFront(const T&item);void InsertRear(const T&item);void InsertAt(const T&item);void InsertAfter(const T&item);T DeleteFront(void);void DeleteAt(void);T&Data(void);void ClearList(void);#endif /LINKEDLIST_CLASS第第35页页/共共76页页第34页/共76页35链表类应用举例(例9-7)从键盘输入10个整数,用这些整数作为结点数据,生成一个链表,按顺序输
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