C++<第二十八篇>:類模板

使用 template 關(guān)鍵字不但可以定義函數(shù)模板,也可以定義類模板止潮。
類模板代表一族類凶掰,是用來描述通用數(shù)據(jù)類型或處理方法的機制,它使類中的一些成員變量和成員函數(shù)的參數(shù)或返回值可以取任意數(shù)據(jù)類型寄摆。
類模板可以說是用類生成類谅辣,減少類的定義數(shù)據(jù)。

(1)類模板的定義與聲明

類模板的一般定義形式為:

template <類型形式參數(shù)>
class 類模板名
{
    
}

演示代碼如下:

template <class T1, class T2>
class MyTemplate 
{
    T1 t1;
    T2 t2;

public:
    MyTemplate(T1 tt1, T2 tt2) 
    {
        t1 = tt1;
        t2 = tt2;
    }
    void display() 
    {
        cout << t1 << "  " << t2 << endl;
    }
};

template 關(guān)鍵字定義兩個模板類:T1 和 T2婶恼。

T1 和 T2 的類型可能是基本數(shù)據(jù)類型桑阶,也可能是其他類,當(dāng)使用類模板時勾邦,需要用 <> 來指定具體類型蚣录。

使用代碼如下:

int a = 123;
double b = 3.1415;
MyTemplate<int, double> mt(a, b);
mt.display();

(2)設(shè)置默認(rèn)模板參數(shù)

默認(rèn)模板參數(shù)就是在類模板定義時設(shè)置類型形式參數(shù)表中一個類型參數(shù)的默認(rèn)值,該默認(rèn)值是一個數(shù)據(jù)類型眷篇,有默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型參數(shù)后萎河,在定義模版新類時就可以不進行指定,例如:

template <class T1, class T2 = int>

int 是T2的默認(rèn)形參铅歼,默認(rèn)形參必須在形參列表的結(jié)尾公壤。

在使用時只需要指定第一個形參的類型即可,第二個形參的類型則不需要指定椎椰,如果沒有指定第二個形參的類型厦幅,那么就使用默認(rèn)的類型:

MyTemplate<int> mt(a, b);

輸出結(jié)果是: 123 3

(3)為具體類型的參數(shù)提供默認(rèn)值

默認(rèn)模板參數(shù)是由類模板中默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型做參數(shù),在模板定義時還可以為默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型聲明變量慨飘,以及為變量賦值确憨,例如:

template <class T1, class T2, int num = 10>
class MyTemplate 
{
    T1 t1;
    T2 t2;

public:
    MyTemplate(T1 tt1, T2 tt2) 
    {
        t1 = tt1 + num;
        t2 = tt2 + num;
    }
    void display() 
    {
        cout << t1 << "  " << t2 << endl;
    }
};

int main()
{
    int a = 12;
    double b = 3.1415;
    MyTemplate<int, int> mt1(a, b);
    mt1.display();
    MyTemplate<int, int, 100> mt2(a, b);
    mt2.display();
    return 0;
}

輸出結(jié)果是:

22  13
112  103

(4)類模板形參的參數(shù)也可以是類模板

在類模板定義中译荞,類型形式參數(shù)表中的參數(shù)也可以是其他類模板,例如:

template <template <class T1> class T2>

(5)類模板的繼承

類模板也可以進行繼承休弃,例如:

template <class T>
class MyTemplate :public T
{

}

(6)有界數(shù)組模板

C++ 語言不能檢查數(shù)組下標(biāo)是否越界吞歼,如果下標(biāo)越界會造成程序的崩潰,程序員在編輯代碼時很難找到下標(biāo)越界錯誤塔猾。那么如何能讓數(shù)組進行下標(biāo)越界檢測呢篙骡?
答案是建議數(shù)組模板,在模板定義時丈甸,對數(shù)組的下標(biāo)進行檢查糯俗。

在模板中想要獲取下標(biāo)值,需要重載數(shù)組下標(biāo)運算符 []睦擂,重載數(shù)組下標(biāo)運算符后使用模板類實例化的數(shù)組得湘,就可以進行下標(biāo)越界檢測了。例如:

template <class T, int b>
class Array 
{
public:
    T& oprator[](int sub) 
    {
        assert(sub >= 0 && sub < b);
    }
};

程序中使用了 assert 進行警告處理顿仇,當(dāng)有下標(biāo)越界情況發(fā)生時就彈出對話框進行警告淘正,然后輸出出現(xiàn)錯誤的代碼位置。
assert 函數(shù)需要使用 cassert 頭文件臼闻。

數(shù)據(jù)模板的演示代碼如下:

template <class T, int b>
class Array 
{
private:
    T tm[b];
public:
    T& operator[](int sub) 
    {
        assert(sub >= 0 && sub < b);
        return tm[sub];
    }
};

class Date 
{
    int iMonth, iDay, iYear;
    char format[128];

public:
    Date(int m = 0, int d = 0, int y = 0) 
    {
        iMonth = m;
        iDay = d;
        iYear = y;
    }
};

int main()
{
    Array<int, 4> arrary;
    arrary[0] = 0;
    arrary[1] = 1;
    arrary[2] = 2;
    arrary[3] = 3;

    cout << arrary[4] << endl; // 此時數(shù)組角標(biāo)越界
    return 0;
}

錯誤信息如下:

image.png

[本章完...]

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