C++ Шаблоны

Шаблоны — это основа обобщённого программирования, которое представляет собой способ написания кода, не зависящего от конкретного типа.

Шаблон — это чертёж или формула для создания обобщённых классов или функций. Библиотечные контейнеры, такие как итераторы и алгоритмы, являются примерами обобщённого программирования, и все они используют концепцию шаблонов.

Каждый контейнер имеет единственное определение, напримерvectorМы можем определять множество различных типов векторов, напримерvector <int>илиvector <string>。

Вы можете использовать шаблоны для определения функций и классов. Давайте посмотрим, как их использовать.

шаблон функции

Общая форма определения шаблона функции выглядит следующим образом:

template <typename type> ret-type func-name(parameter list) { // тело функции }

Здесь type — это имя-заполнитель для типа данных, используемого функцией. Это имя можно использовать в определении функции.

Ниже приведён пример шаблона функции, возвращающей максимум из двух чисел:

Пример

#include <iostream> #include <string> using namespace std; template <typename T> inline T const& Max (T const& a, T const& b) { return a < b ? b:a; } int main () { int i = 39; int j = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; }

Когда приведенный выше код скомпилирован и выполнен, он выдает следующие результаты:

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

шаблон класса

Точно так же, как мы определяем шаблоны функций, можно также определять шаблоны классов. Общая форма объявления обобщённого класса выглядит так:

template <class type> class class-name {
.
.
.
}

Здесь,typeЭто имя типа-заполнителя, которое можно указать при создании экземпляра класса. Можно использовать список, разделённый запятыми, для определения нескольких обобщённых типов данных.

В следующем примере определяется класс Stack<> и реализуются обобщённые методы для добавления и извлечения элементов:

Пример

#include <iostream> #include <vector> #include <cstdlib> #include <string> #include <stdexcept> using namespace std; template <class T> class Stack { private: vector<T> elems; // элемент public: void push(T const&); // Добавление void pop(); // Извлечение T top() const; // возвращает верхний элемент стека bool empty() const{ // возвращает true, если пуст. return elems.empty(); } }; template <class T> void Stack<T>::push (T const& elem) { // добавляет копию переданного элемента elems.push_back(elem); } template <class T> void Stack<T>::pop () { if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); } // Удаляет последний элемент elems.pop_back(); } template <class T> T Stack<T>::top () const { if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); } // возвращает копию последнего элемента return elems.back(); } int main() { try { Stack<int> intStack; // стек типа int Stack<string> stringStack; // стек типа string // работа со стеком типа int intStack.push(7); cout << intStack.top() <<endl; // работа со стеком типа string stringStack.push("hello"); cout << stringStack.top() << std::endl; stringStack.pop(); stringStack.pop(); } catch (exception const& ex) { cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; return -1; } }

Когда приведенный выше код скомпилирован и выполнен, он выдает следующие результаты:

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack
Другие расширения