高级语言程序设计基础（C&C++）：模块12 模板.ppt

模块12 模板 主要内容 1 模板的概念 2 函数模板与模板函数 3 类模板与模板类 模板的引入 程序设计中，当参与运算的数的不同值会随实际情况而变化时，就使用变量来代替这个数。同理，当处理的数据类型随实际情况变化时，可将数据类型作为可变的部分（参数）从程序中抽取出来。等出现真实的数据类型时，再用具体的数据类型代替； 模板就是为解决这个问题而产生的。 1 模板的概念 模板是一种基于类型参数生成函数和类的机制，模板将函数或类中的数据类型作为参数，也称为“参数化的类型”； 模板使用户可将功能相似、仅数据类型不同的函数或类设计为通用的函数模板或类模板，使函数或类适用于多种数据类型的情况； 模板可分为函数模板和类模板； 1 模板的概念 函数模板或类模板不是一个实在的函数或类，只有经过参数实例化，才变为一个具体的函数或类； 参数实例化即给函数模板或类模板带入具体的类型参数； 经过类型参数实例化的函数模板或类模板称为模板函数或模板类； 同一个类模板参数实例化后可生成很多仅数据类型不同的模板类，可以定义每个模板类的对象。 模板的声明 模板声明格式： template <模板参数表> 模板定义体 template为声明模板的关键词，声明一个参数化的类或函数集； “模板参数表”表示一个或多个模板参数，每个模板参数由关键字class和模板形参两部分组成，多个模板形参之间以“,”分割； 模板定义体是该模板的作用体，可以是函数或类的定义。 2 函数模板与模板函数 函数模板和模板函数 重载模板函数 2 函数模板和模板函数 请先看交换两个数据的函数例子： 2 函数模板和模板函数 上述swap函数是重载函数，它们的参数个数相同，实现算法相同，仅参数类型不同； 重载时需要分别定义不同参数类型的版本； 能否为上述的重载函数编写一个通用的算法的函数，使其使用多种数据类型？ 2 函数模板和模板函数 函数模板给出了解决问题的办法：将数据类型抽取出来作为函数参数； 函数模板是一个通用函数，其函数类型和参数类型不具体指定，用一个“通用的”类型来代替； 凡是函数体相同的函数都可以用此模板代替，不必定义多个函数。 在函数模板被实例化以前，必须先对函数模板进行声明。 例2 求2个数中的最小数。 模板函数 虽然函数模板中的模板形参T可以被实例化为各种类型，但实例化T的各个模板实参之间必须保持完全一致的类型，否则会出错。 例3 求2个或3个数中的最大数。 函数模板和模板函数的区别： 函数模板不是函数，定义中使用的是通用类型的参数，编译系统不为其产生运行代码； 函数模板只是定义了对数据的加工逻辑，并没有确定真正的数据类型，也就无法生成实际的执行代码； 函数模板和模板函数的区别： 模板函数是函数模板被调用时根据参数类型生成的实际函数，包含最终的执行代码； 模板函数中使用的数据类型都是实际类型； 模板函数出现在函数调用执行过程中，一般不能显式地看到。 4 类模板与模板类 一个类模板允许用户为类定义一种模式，使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数或某些成员函数的返回值，能取任意类型； 4 类模板与模板类 如果一个类中数据成员的类型不能确定，或者某个成员函数的参数或返回值类型不能确定，就必须将此类声明为模板； 类模板的存在不是代表一个具体的、实际的类，而是代表着“一类”类。 类模板的定义 定义一个类模板: template <模板参数表> //声明一个模板 class 类名 { //类模板体定义}； 其中<模板参数表>与函数模板中的意义相同； 类成员的声明方法同普通类的定义，只是各个成员（数据和函数）通常要用到模板的通用类型参数。 类模板的定义 定义类的成员函数：在类模板定义体外定义类模板的成员函数时，需在函数体外进行模板声明： Template<模板参数表> <返回类型> 类名<类型名表>::成员函数名(参数表) { //成员函数定义体 } 其中类型名表是类型形参的列表； 例 声明一个类模板 template <class T1, class T2> class Example {public: T1 getx( ) {return x; } T2 gety( ) {return y; } private: T1 x; T2 y; }; 类模板Example中T1、T2为类型参数； 类模板不能直接使用，必须先实例化为具体的类，才能用来定义对象。 类模板的使用 类模板的使用实际上是将类模板实例化成一个具体的类---模板类，它的格式为： <类名> <实参表> 对象表； 其中<实参表>应与该模板中的<模板参数表>匹配，模板类是类模板实例化后的产物，