第7章模板7.1函數(shù)模板7.2模板函數(shù)的覆蓋7.3類模板7.1函數(shù)模板1.問(wèn)題的提出重載函數(shù)可以解決功能相同或相似的函數(shù)使用同一個(gè)函數(shù)名的問(wèn)題。

voidswap(char&x,char&y){chart=x;x=y;y=t;}voidswap(int&x,int&y){intt=x;x=y;y=t;}第7章模板voidswap(float&x,float&y){floatt=x;x=y;y=t;}

實(shí)際代碼量并未減少?？墒褂煤瘮?shù)模板減少大量代碼。7.1函數(shù)模板2.函數(shù)模板的定義

template<classT>或類型名函數(shù)名（參數(shù)表）{

函數(shù)體}

函數(shù)模板就像是一個(gè)帶有類型參數(shù)的函數(shù)(參數(shù)T即為類型)，編譯程序會(huì)根據(jù)實(shí)際參數(shù)的類型確定參數(shù)的類型。第7章模板template<typenameT>類型名函數(shù)名（參數(shù)表）{ 函數(shù)體}例7.1定義用于變量交換的函數(shù)模板#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT>voidswap(T&x,T&y){ Ttemp=x; x=y; y=temp;}voidmain(void){ chara='A',b='B'; intc=123,d=456; doublex=12.3,y=45.6; swap(a,b); swap(c,d); swap(x,y); cout<<a<<","<<b<<endl; cout<<c<<","<<d<<endl; cout<<x<<","<<y<<endl;}第7章模板程序運(yùn)行結(jié)果為：B,A456,12345.6,12.3T本身是一個(gè)類型參數(shù)，在調(diào)用函數(shù)swap（）時(shí)，編譯程序會(huì)根據(jù)實(shí)際參數(shù)的類型確定T的類型。

例7.2插入排序函數(shù)模板，使用插入排序函數(shù)模板可以為不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)組排序，如整型、字符型、實(shí)型等等，為了使程序具有通用性，設(shè)計(jì)函數(shù)模板InsertionSort（）。插入排序的基本思想：每一步將一個(gè)待排序的元素按其關(guān)鍵字值的大小插入到已排序序列的合適位置，直到待排序元素全部插入完為止。第7章模板例7.2（續(xù)一）template<classT>voidInsertionSort(TA[],intn){inti,j;Ttemp;for(i=1;i<n;i++){

//從A[i-1]開(kāi)始向A[0]方向掃描各元素,尋找適當(dāng)位置插入A[i]

j=i; temp=A[i]; while(j>0&&temp<A[j-1]) {

//當(dāng)遇到temp>=A[j-1]結(jié)束循環(huán)時(shí)，j便是應(yīng)插入的位置

//當(dāng)遇到j(luò)==0結(jié)束循環(huán)時(shí)，則0是應(yīng)插入的位置。

A[j]=A[j-1];//將元素逐個(gè)后移，以便找到插入位置時(shí)可立即插入。

j--;}A[j]=temp;}}第7章模板例7.2（續(xù)二）#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){inta[10]={2,4,1,8,7,9,0,3,5,6};doubleb[10]={12.1,24.2,15.5,81.7,2.7,5.9,40.3,33.3,25.6,4.6};InsertionSort(a,10);InsertionSort(b,10);cout<<a[0]<<""<<a[1]<<""<<a[2]<<""<<a[3]<<"";cout<<a[4]<<""<<a[5]<<""<<a[6]<<""<<a[7]<<"";cout<<a[8]<<""<<a[9]<<endl;cout<<b[0]<<""<<b[1]<<""<<b[2]<<""<<b[3]<<"";cout<<b[4]<<""<<b[5]<<""<<b[6]<<""<<b[7]<<"";cout<<b[8]<<""<<b[9]<<endl;}

第7章模板程序運(yùn)行結(jié)果為：01234567892.74.65.912.115.524.225.633.340.381.7

例7.3使用函數(shù)模板產(chǎn)生的二意性#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT>Tmax(Ta,Tb){ returna>b?a:b;}voidmain(void){ inta=max(10.5,20); doubleb=max(10,20.6); cout<<a<<endl; cout<<b<<endl;}

第7章模板產(chǎn)生二意性，系統(tǒng)不能確定將其中的一個(gè)參數(shù)由整數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)，還是應(yīng)該將另一個(gè)參數(shù)由實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)。可使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換解決：inta=max((int)10.5,20);doubleb=max((double)10,20.6);

返回7.2模板函數(shù)的覆蓋下列函數(shù)模板：template<classT>Tmax(Ta,Tb){

retuma>b?a:b;}對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型，如整型、實(shí)型、字符型數(shù)據(jù)，這個(gè)模板能夠正常工作。對(duì)于字符串，用上述模板就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)閷?duì)于字符串，不能使用運(yùn)算符“>”，要為其編寫?yīng)毩⒌膍ax（）函數(shù)。我們將函數(shù)模板生成的函數(shù)稱為模板函數(shù)。如果某一函數(shù)的函數(shù)原型與函數(shù)模板生成的函數(shù)（模板函數(shù)）原型一致，稱該函數(shù)為模板函數(shù)的覆蓋函數(shù)。第7章模板例7.4模板函數(shù)的覆蓋#include<string>#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT>Tmax(Ta,Tb){ returna>b?a:b;}char*max(char*x,char*y){ returnstrcmp(x,y)>0?x:y;}voidmain(void){ char*p="ABCD",*q="EFGH"; p=max(p,q); inta=max(10,20); floatb=max(10.5,20.6); cout<<p<<endl; cout<<a<<endl; cout<<b<<endl;}第7章模板程序運(yùn)行結(jié)果為：EFGH2020.67.2模板函數(shù)的覆蓋在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，編譯程序采用如下策略確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)：（1）首先尋找一個(gè)實(shí)參與形參完全匹配的覆蓋函數(shù)，如果找到，則調(diào)用該函數(shù)．（2）如果能通過(guò)函數(shù)模板生成實(shí)例函數(shù)，并且參數(shù)匹配，則調(diào)用該函數(shù)。（3）通過(guò)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，尋找能夠與實(shí)參匹白的覆蓋函數(shù)，或通過(guò)函數(shù)模板生成的實(shí)例函數(shù)、如果找到則調(diào)用該函數(shù)。（4）如果所有努力失敗，則給出出錯(cuò)信息。第7章模板

返回7.3類模板1.問(wèn)題的提出classA{inti;public:A(inta){…}voidset(intb){……}…};classB{doublei;public:B(doublea){…}voidset(doubleb){……}…};第7章模板對(duì)應(yīng)的類模板：template<classT>classA{Ti;public:A(Ta){…}voidset(Tb){……}…};這兩個(gè)類的方法都一樣，只是一個(gè)數(shù)據(jù)類型是整型，另一個(gè)數(shù)據(jù)類型是實(shí)型?？梢允褂妙惸０搴?jiǎn)化代碼

類模板也稱為參數(shù)化的類，用于為類型相似的類定義一種通用模式7.3類模板2.類模板的定義

template<模板參數(shù)表>class類模板名{

成員聲明}如果需要在類模板外定義類模板的成員函數(shù)，格式如下：

template<模板參數(shù)表>類型類模板名<參數(shù)>::函數(shù)名（參數(shù)表）{函數(shù)體}

第7章模板7.3類模板2.類模板的定義（續(xù)）使用類模板建立對(duì)象的語(yǔ)法如下：

類模板<實(shí)參表>

對(duì)象1，對(duì)象2，…；系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)參的類型，生成一個(gè)類（稱為模板類），然后建立該類的對(duì)象。即對(duì)模板實(shí)例化生成類，再對(duì)類實(shí)例化生成對(duì)象。第7章模板例7.5定義數(shù)組類的類模板，并利用成員函數(shù)對(duì)數(shù)組中的元素初始化。#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT>classmyArray{public: myArray(intnSize,TInitVal); ~myArray() { delete[]m_pArray; } T&operator[](intnIndex)//重載運(yùn)算符[]用于取得數(shù)組的元素 { returnm_pArray[nIndex]; } voidShow(intnNumElems,char*pszMsg="",boolbOneLine=true); voidSort(intnNumElems);protected: T*m_pArray;//保存數(shù)組起始地址 intm_nSize;//數(shù)組的長(zhǎng)度};第7章模板例7.5（續(xù)一）template<classT>myArray<T>::myArray(intnSize,TInitVal){ m_nSize=(nSize>1)?nSize:1; m_pArray=newT[m_nSize]; for(inti=0;i<m_nSize;i++) m_pArray[i]=InitVal;}

template<classT>voidmyArray<T>::Show(intnNumElems,char*pszMsg,boolbOneLine){ cout<<pszMsg<<endl; if(bOneLine) { for(inti=0;i<nNumElems;i++) cout<<m_pArray[i]<<''; cout<<endl; } else { for(inti=0;i<nNumElems;i++) cout<<m_pArray[i]<<endl; }}

第7章模板構(gòu)造函數(shù)為m_nSize賦值，并為數(shù)組申請(qǐng)存儲(chǔ)空間，將數(shù)組的每個(gè)元素都賦值為InitVal。

成員函數(shù)Show（）顯示數(shù)組元素的值，元素的個(gè)數(shù)由第一個(gè)參數(shù)指定，第二個(gè)參數(shù)為輸出數(shù)組元素值之前，輸出的提示信息，第三個(gè)參數(shù)確定數(shù)組元素是顯示在一行上，還是多行。

例7.5（續(xù)二）template<classT>voidmyArray<T>::Sort(intnNumElems){ inti,j; Ttemp; for(i=1;i<nNumElems;i++) { j=i; temp=m_pArray[i]; while(j>0&&temp<m_pArray[j-1]) { m_pArray[j]=m_pArray[j-1]; j--; }m_pArray[j]=temp;}}第7章模板成員函數(shù)Sort（）使用插入排序法對(duì)數(shù)組元素排序（升序），其參數(shù)是數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)。

例7.5（續(xù)三）voidmain(){ intnArr[10]={89,34,32,47,15,81,78,36,63,83}; intcArr[10]={'C','W','r','Y','k','J','X','Z','y','s'}; myArray<int>IntegerArray(10,0); myArray<char>CharArray(10,''); for(inti=0;i<10;i++) IntegerArray[i]=nArr[i]; for(i=0;i<10;i++) CharArray[i]=cArr[i]; IntegerArray.Show(10,"Unsortedarrayis:"); IntegerArray.Sort(10); IntegerArray.Show(10,"Sortedarrayis:"); cout<<endl; CharArray.Show(10,"Unsortedarrayis:"); CharArray.Sort(10); CharArray.Show(10,"Sortedarrayis:"); cout<<endl;}

第7章模板定義了兩個(gè)類模板對(duì)象，分別為int型和char型，數(shù)組元素分別被初始化為0和空格程序運(yùn)行結(jié)果為：Unsortedarrayis:89343247158178366383Sortedarrayis:15323436476378818389Unsortedarrayis:CWrYkJXZysSortedarrayis:CJWXYZkrsy例7.6使用缺省參數(shù)定義數(shù)組的類模板#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT=int>classArray{ T*data; intsize;public: Array(int); ~Array(); T&operator[](int);};

第7章模板template<classT>Array<T>::Array(intn){ data=newT[size=n];}template<classT>Array<T>::~Array(){ deletedata;}template<classT>T&Array<T>::operator[](inti){ returndata[i];}注意：函數(shù)模板不能定義缺省參數(shù)，而類模板卻可以定義缺省參數(shù)。例7.6（續(xù)）voidmain(void){ inti;

Array<>L1(10);

//等價(jià)于Array<int>L1(10) Array<char>L2(20); for(i=0;i<10;i++) L1[i]=i; for(i=0;i<20;i++) L2[i]='A'+i; for(i=0;i<10;i++) cout<<L1[i]<<""; cout<<endl; for(i=0;i<20;i++) cout<<L2[i]<<""; cout<<endl;}第7章模板程序運(yùn)行結(jié)果為：0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRST

例7.7折半查找函數(shù)模板第7章模板基本思想：對(duì)于已按關(guān)鍵字排序的序列，經(jīng)過(guò)一次比較，可將序列分割成兩部分，然后只在有可能包含待查元素的一部分中繼續(xù)查找，并根據(jù)試探結(jié)果繼續(xù)分割，逐步縮小查找范圍，直至找到或找不到為止。比如在如下數(shù)組中查找值為48的元素：

例7.7（續(xù)一）template<classT>intBinSearch(Tlist[],intn,Tkey){ intmid,low,high; Tmidvalue; low=0; high=n-1; while(low<=high)//low<=high表示整個(gè)數(shù)組尚未查找完

{ mid=(