Лекции.ИНФО


Void repeat(X data, int times)



{

 do {

  cout << data << "";

  times--;

 }while(times);

}

Int main()

{

 repeat("Это тест.", 3);

 repeat(100, 5);

 repeat(99.0/2, 4);

 return 0;

}

Вот какие результаты генерирует эта программа.

Это тест.

Это тест.

Это тест.

49.5

49.5

49.5

49.5

В этой программе функция repeat() отображает свой первый аргумент столько раз, сколько задано ее вторым аргументом. Поскольку первый аргумент имеет обобщенный тип, функцию repeat() можно использовать для отображения данных любого типа. Параметр times — стандартный, он передается по значению. Смешанное задание обобщенных и необобщенных параметров, как правило, не вызывает никаких проблем и является обычной практикой программирования.

Ограничения при использовании обобщенных функций

Обобщенные функции подобны перегруженным функциям, но имеют больше ограничений по применению. При перегрузке функций в теле каждой из них обычно задаются различные действия. Но обобщенная функция должна выполнять одно и то же действие для всех версий — отличие между версиями состоит только в типе данных. Рассмотрим пример, в котором перегруженные функции нельзя заменить обобщенной функцией, поскольку они выполняют различные действия,

Void outdata(int i)

{

 cout << i;

}

void outdata(double d)

{

 cout << d * 3.1416;

}

Создание обобщенной функции abs()

Давайте-ка снова обратимся к функции abs(). Вспомните, что в главе 8 стандартные библиотечные функции abs(), labs() и fabs() были сгруппированы в три перегруженные функции с общим именем myabs(). Каждая из перегруженных версий функции myabs() предназначена для возврата абсолютного значения для данных "своего" типа. Несмотря на то что показанную в главе 8 перегрузку функции abs() можно считать шагом вперед по сравнению с использованием трех различных библиотечных функций (с различными именами), все же это не лучший способ создания функции, которая возвращает абсолютное значение заданного аргумента. Поскольку процедура возврата абсолютного значения числа одинакова для всех типов числовых значений, функция abs() может послужить прекрасным поводом для создания шаблонной функции. При наличии обобщенной версии функции abs() компилятор сможет автоматически создавать необходимую ее версию. Программист в этом случае освобождается от написания отдельных версий для каждого типа данных. (Кроме того, исходный код программы не будет загромождаться несколькими "вручную" перегруженными версиями.)

В следующей программе содержится обобщенная версия функции myabs(). Имеет смысл сравнить ее с перегруженными версиями, приведенными в главе 8. Нетрудно убедиться, что обобщенная версия короче и обладает большей гибкостью.

// Обобщенная версия функции myabs().

#include <iostream>

using namespace std;

template <class X>

X myabs(X val)

{

 return val < 0 ? -val : val;

}

Int main()

{

 cout << myabs(-10) << ""; // для типа int

 cout << myabs(-10.0) << ""; // для типа double

 cout << myabs(-10L) << ""; // для типа long

 cout << myabs(-10.0F) << ""; // для типа float

 return 0;

}

В качестве упражнения было бы неплохо, если бы вы попытались найти другие библиотечные функции-кандидаты для переделки их в обобщенные функции. Помните, главное здесь то, что один и тот же алгоритм должен быть применим к широкому диапазону данных.

Обобщенные классы

Помимо обобщенных функций, можно также определить обобщенный класс. Для этого создается класс, в котором определяются все используемые им алгоритмы; при этом реальный тип обрабатываемых в нем данных будет задан как параметр при создании объектов этого класса.

Обобщенные классы особенно полезны в случае, когда в них используется логика, которую можно обобщить. Например, алгоритмы, которые поддерживают функционирование очереди целочисленных значений, также подходят и для очереди символов. Механизм, который обеспечивает поддержку связного списка почтовых адресов, также годится для поддержки связного списка, предназначенного для хранения данных о запчастях к автомобилям. После создания обобщенный класс сможет выполнять определенную программистом операцию (например, поддержку очереди или связного списка) для любого типа данных. Компилятор автоматически сгенерирует корректный тип объекта на основе типа, заданного при создании объекта.

Общий формат объявления обобщенного класса имеет следующий вид:

template <class Ttype> class имя_класса {

 .

 .

 .

}

Здесь элемент Ttype представляет собой "заполнитель" для имени типа, который будет задан при реализации класса. При необходимости можно определить несколько обобщенных типов данных, используя список элементов, разделенных запятыми.

Создав обобщенный класс, можно создать его конкретный экземпляр, используя следующий общий формат.

имя_класса <тип> имя_объекта;

Здесь элемент тип означает имя типа данных, которые будут обрабатываться экземпляром обобщенного класса. Функции-члены обобщенного класса автоматически являются обобщенными. Поэтому вам не нужно использовать ключевое слово template для явного определения их таковыми.

В следующей программе класс queue (впервые представленный в главе 11) переделан в обобщенный. Это значит, что его можно использовать для организации очереди объектов любого типа. В данном примере создаются две очереди: для целых чисел и значений с плавающей точкой, но можно использовать данные и любого другого типа.

// Демонстрация использования обобщенного класса очереди.

#include <iostream>

using namespace std;

const int SIZE=100;

// Создание обобщенного класса queue.

template <class QType>

class queue{

  QType q[SIZE];

  int sloc, rloc;

 public:

  queue() { sloc = rloc =0; }

  void qput(QType i);

  QType qget();

};

// Занесение объекта в очередь.

template <class QType>

void queue<QType>::qput(QType i)

{

 if(sloc==SIZE) {

  cout << "Очередь заполнена.";

  return;

 }

 sloc++;

 q[sloc] = i;

}

// Извлечение объекта из очереди.

template <class QType>

QType queue<QType>::qget()

{

 if(rloc == sloc) {

  cout << "Очередь пуста.";

  return 0;

 }

 rloc++;

 return q[rloc];

}

Int main()

{

 queue<int> a, b; // Создаем две очереди для целых чисел.

 a.qput(10);

 a.qput(20);

 b.qput(19);

 b.qput(1);

 cout << a.qget() << " ";

 cout << a.qget() << " ";

 cout << b.qget() << " ";

 cout << b.qget() << "";

 queue<double> с, d; // Создаем две очереди для double-значений.

 c.qput(10.12);

 c.qput(-20.0);

 d.qput(19.99);

 d.qput(0.986);

 cout << с.qget() << " ";

 cout << с.qget() << " ";

 cout << d.qget()<< " ";

 cout << d.qget() << "";

 return 0;

}

При выполнении этой программы получаем следующие результаты.

10 20 19 1

10.12 -20 19.99 0.986

В этой программе объявление обобщенного класса подобно объявлению обобщенной функции. Тип данных, хранимых в очереди, обобщен в объявлении класса. Он неизвестен до тех пор, пока не будет объявлен объект класса queue, который и определит реальный тип данных. После объявления конкретного экземпляра класса queue компилятор автоматически сгенерирует все функции и переменные, необходимые для обработки реальных данных. В данном примере объявляются два различных типа очереди: две очереди для хранения целых чисел и две очереди для значений типа double. Обратите особое внимание на эти объявления:

queue<int> а, b;

queue<double> с, d;

Заметьте, как указывается нужный тип данных: он заключается в угловые скобки. Изменяя тип данных при создании объектов класса queue, можно изменить тип данных, хранимых в очереди. Например, используя следующее объявление, можно создать еще одну очередь, которая будет содержать указатели на символы:

queue<char *> chrptrQ;

Можно также создавать очереди для хранения данных, тип которых создан программистом. Например, предположим, вы используете следующую структуру для хранения информации об адресе.

struct addr {

 char name[40];

 char street[40];

 char city[30];

 char state[3];

 char zip[12];

};

Тогда для того, чтобы с помощью класса queue сгенерировать очередь для хранения объектов типа addr, достаточно использовать такое объявление.

queue<addr> obj;

На примере класса queue нетрудно убедиться, что обобщенные функции и классы представляют собой мощные средства, которые помогут увеличить эффективность работы программиста, поскольку они позволяют определить общий формат объекта, который можно затем использовать с любым типом данных. Обобщенные функции и классы избавляют вас от утомительного труда по созданию отдельных реализаций для каждого типа данных, подлежащих обработке единым алгоритмом. Эту работу сделает за вас компилятор: он автоматически создаст конкретные версии определенного вами класса.

Пример класса с двумя обобщенными типами данных

Шаблонный класс может иметь несколько обобщенных типов данных. Для этого достаточно объявить все нужные типы данных в template-спецификации в виде элементов списка, разделяемых запятыми. Например, в следующей программе создается класс, который использует два обобщенных типа данных.

/* Здесь используется два обобщенных типа данных в определении класса.

*/

#include <iostream>

using namespace std;

template <class Type1, class Type2>

class myclass {

  Type1 i;

  Type2 j;

 public:

  myclass(Type1 a, Type2 b) { i = a; j = b; }

  void show() { cout << i << ' ' << j << ''; }

};

Int main()

{

 myclass<int, double> ob1(10, 0.23);

 myclass<char, char *> ob2('x', "Это тест.");

 ob1.show(); // отображение int- и double-значений

 ob2.show(); // отображение значений типа char и char *

 return 0;

}









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 121;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная