Cara Menggunakan Templat C ++

Pengenalan

Dalam pengaturcaraan C ++ asas, jenis data, e.g., int atau char, mesti ditunjukkan dalam deklarasi atau definisi. Nilai seperti 4 atau 22 atau -5 adalah int. Nilai seperti 'A' atau 'b' atau 'c' adalah char. Mekanisme templat membolehkan pengaturcara menggunakan jenis generik untuk sekumpulan jenis sebenar. Sebagai contoh, pengaturcara boleh memutuskan untuk menggunakan pengecam T untuk int atau char. Kemungkinan algoritma C ++ mempunyai lebih daripada satu jenis generik. Dengan, katakanlah, T untuk int atau char, U mungkin bermaksud jenis float atau pointer. Kelas, seperti string atau kelas vektor, seperti jenis data, dan objek yang disusun seperti nilai dari jenis data, yang merupakan kelas yang ditentukan. Oleh itu, mekanisme templat juga membolehkan pengaturcara menggunakan pengenal jenis generik untuk satu set kelas.

Templat C ++ membuat algoritma yang tidak bergantung pada jenis data yang digunakan. Jadi, algoritma yang sama, dengan banyak kejadian jenis yang sama, dapat menggunakan pelbagai jenis pada pelaksanaan yang berbeza. Entiti pemboleh ubah, fungsi, struktur, dan kelas boleh mempunyai templat. Artikel ini menjelaskan cara mendeklarasikan templat, cara menentukan templat, dan bagaimana menerapkannya dalam C++. Anda semestinya sudah mempunyai pengetahuan mengenai entiti yang disebutkan di atas untuk memahami topik yang dibahas dalam artikel ini.

Jenis-Jenis

Skalar

Jenis skalar adalah batal, bool, char, int, float, dan pointer.

Kelas sebagai Jenis

Kelas tertentu boleh dianggap sebagai jenis dan objeknya sebagai nilai yang mungkin.

Jenis generik mewakili sekumpulan jenis skalar. Senarai jenis skalar adalah luas. Jenis int, misalnya, mempunyai jenis lain yang berkaitan, seperti int pendek, int panjang, dll. Jenis generik juga boleh mewakili sekumpulan kelas.

Pembolehubah

Contoh pernyataan dan definisi templat adalah seperti berikut:

templat
T pi = 3.14;

Sebelum meneruskan, perhatikan bahawa pernyataan seperti ini tidak dapat muncul dalam fungsi utama () atau ruang lingkup blok apa pun. Baris pertama adalah deklarasi kepala templat, dengan nama jenis generik yang dipilih oleh pengaturcara, T. Baris seterusnya adalah definisi pengecam, pi, yang merupakan jenis generik, T. Ketepatan, sama ada T adalah int atau pelampung atau jenis lain, boleh dilakukan dalam fungsi C ++ utama () (atau beberapa fungsi lain). Ketepatan sedemikian akan dilakukan dengan pemboleh ubah pi, dan bukan T.

Baris pertama adalah deklarasi kepala-templat. Deklarasi ini bermula dengan kata kunci, templat, dan kemudian kurungan sudut terbuka dan tertutup. Dalam kurungan sudut, terdapat sekurang-kurangnya satu pengecam jenis generik, seperti T, di atas. Terdapat lebih dari satu pengecam jenis generik, dengan masing-masing didahului dengan kata nama khas, nama taip. Jenis generik seperti itu dalam kedudukan disebut parameter templat.

Pernyataan berikut boleh ditulis dalam utama () atau fungsi lain:

cout << pi << '\n';

Dan fungsi akan memaparkan 3.14. Ungkapan pi memutuskan jenis T yang tepat untuk pi pemboleh ubah. Pengkhususan menentukan jenis data tertentu untuk parameter templat. Instantiation adalah proses dalaman C ++ untuk membuat jenis tertentu, seperti float, dalam kes ini. Jangan mengelirukan antara memberi contoh parameter templat dan membuat kelas. Dalam topik templat, banyak jenis data dapat memiliki satu nama jenis generik, sementara banyak kelas dapat memiliki satu nama kelas generik. Walau bagaimanapun, nama kelas generik untuk kelas hanya disebut sebagai kelas, dan bukan sebagai nama kelas. Juga, nilai untuk jenis data, seperti int, sebagai objek instantiated ke kelas, seperti kelas String.

Pada pengkhususan, jenis data yang dipilih, seperti apungan, diletakkan dalam kurungan sudut selepas pemboleh ubah. Sekiranya terdapat lebih dari satu parameter templat dalam deklarasi kepala-templat, akan ada sejumlah jenis data yang sesuai dalam urutan yang sama dalam ungkapan pengkhususan.

Pada pengkhususan, jenis dikenali sebagai templat argumen. Jangan mengelirukan antara ini dan argumen fungsi untuk fungsi panggilan.

Jenis Lalai

Sekiranya tidak ada jenis yang diberikan pada pengkhususan, jenis lalai dianggap. Oleh itu, dari ungkapan berikut:

templat
U pi = "cinta";
paparan dari:
cout << pi<> << '\n';

adalah "cinta" untuk penunjuk berterusan ke arang. Perhatikan dalam pengisytiharan bahawa U = const char *. Kurungan sudut akan kosong semasa pengkhususan (tidak ada jenis yang diberikan); jenis sebenarnya dianggap sebagai pointer const to char, jenis lalai. Sekiranya beberapa jenis lain diperlukan pada pengkhususan, maka nama jenis akan ditulis dalam tanda kurung sudut. Apabila jenis lalai diinginkan pada pengkhususan, mengulangi jenis dalam kurungan sudut adalah pilihan, i.e., kurungan sudut boleh dibiarkan kosong.

Catatan: jenis lalai masih boleh diubah pada pengkhususan dengan mempunyai jenis yang berbeza.

struktur

Contoh berikut menunjukkan bagaimana parameter templat dapat digunakan dengan struktur:

templat Stres Berumur

T John = 11;
T Peter = 12;
T Mary = 13;
T Kegembiraan = 14;
;

Ini adalah usia pelajar dalam kelas (kelas). Baris pertama ialah deklarasi templat. Badan dengan pendakap adalah definisi sebenar templat. Umur boleh dikeluarkan dalam fungsi utama () dengan yang berikut:

Umur gred7;
cout << grade7.John << " << grade7.Mary << '\n';

Keluarannya adalah: 11 13. Pernyataan pertama di sini melakukan pengkhususan. Perhatikan bagaimana ia dibuat. Ia juga memberikan nama untuk objek struktur: grade7. Pernyataan kedua mempunyai ekspresi objek struktur biasa. Struktur seperti kelas. Di sini, Umur seperti nama kelas, sementara kelas 7 adalah objek kelas (struktur).

Sekiranya beberapa usia adalah bilangan bulat dan yang lain adalah terapung, maka struktur memerlukan dua parameter generik, seperti berikut:

templat Stres Berumur

T John = 11;
U Peter = 12.3;
T Mary = 13;
U Joy = 14.6;
;

Kod yang relevan untuk fungsi utama () adalah seperti berikut:

Umur gred7;
cout << grade7.John << " << grade7.Peter << '\n';

Keluarannya adalah: 11 12.3. Pada pengkhususan, urutan jenis (argumen) mesti sesuai dengan urutan jenis generik dalam deklarasi.

Deklarasi templat dapat dipisahkan dari definisi, seperti berikut:

templat Stres Berumur

T John;
U Peter;
T Mary;
U Joy;
;
Umur gred7 = 11, 12.3, 13, 14.6;

Segmen kod pertama adalah pengisytiharan templat semata-mata (tidak ada penugasan). Segmen kod kedua, yang hanya pernyataan, adalah definisi pengecam, gred7. Bahagian kiri adalah pernyataan pengecam, gred7. Bahagian kanan adalah senarai pemula, yang memberikan nilai yang sesuai kepada anggota struktur. Segmen kedua (pernyataan) boleh ditulis dalam fungsi utama (), sementara segmen pertama tetap berada di luar fungsi utama ().

Bukan Jenis

Contoh jenis bukan data termasuk int, pointer ke objek, pointer to function, dan auto type. Terdapat jenis bukan lain, yang tidak ditangani oleh artikel ini. Jenis bukan seperti jenis yang tidak lengkap, yang nilainya diberikan kemudian dan tidak dapat diubah. Sebagai parameter, ia bermula dengan jenis bukan tertentu, diikuti oleh pengecam. Nilai pengenal diberikan kemudian, pada pengkhususan, dan tidak dapat diubah lagi (seperti pemalar, yang nilainya diberikan kemudian). Program berikut menggambarkan ini:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat Stres Berumur

T John = N;
U Peter = 12.3;
T Mary = N;
U Joy = 14.6;
;
int utama ()

Umur gred7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';
pulangan 0;

Pada pengkhususan, jenis pertama, int, dalam kurungan sudut ada lebih banyak untuk formalitas, untuk memastikan bahawa bilangan dan susunan parameter sesuai dengan bilangan dan urutan jenis (argumen). Nilai N telah diberikan pada pengkhususan. Keluarannya adalah: 11 14.6.

Pengkhususan Separa

Mari kita anggap bahawa templat mempunyai empat jenis generik dan bahawa, di antara empat jenis itu, ada keperluan untuk dua jenis lalai. Ini dapat dicapai dengan menggunakan konstruk pengkhususan separa, yang tidak menggunakan operator penugasan. Jadi, konstruk pengkhususan separa memberikan nilai lalai kepada subset jenis generik. Walau bagaimanapun, dalam skema pengkhususan separa, kelas asas (struct) dan kelas pengkhususan separa (struct) diperlukan. Program berikut menggambarkan ini untuk satu jenis generik daripada dua jenis generik:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
// kelas templat asas
templat
Stres Berumur

;
// pengkhususan separa
templat
Stres Berumur

T1 John = 11;
terapung Peter = 12.3;
T1 Mary = 13;
kegembiraan terapung = 14.6;
;
int utama ()

Umur gred7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';
pulangan 0;

Kenal pasti perisytiharan kelas asas dan definisi kelas separa. Deklarasi kepala templat kelas asas mempunyai semua parameter generik yang diperlukan. Deklarasi templat kepala kelas pengkhususan separa hanya mempunyai jenis generik. Terdapat satu set kurungan sudut tambahan yang digunakan dalam skema yang muncul tepat setelah nama kelas dalam definisi pengkhususan separa. Ini adalah apa yang sebenarnya dilakukan pengkhususan separa. Ia mempunyai jenis lalai dan jenis tidak lalai, mengikut urutan yang ditulis dalam kelas asas. Perhatikan bahawa jenis lalai masih boleh diberi jenis yang berbeza dalam fungsi utama ().

Kod yang relevan dalam fungsi () utama adalah seperti berikut:

Umur gred7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';

Keluarannya adalah: 11 14.6.

Pek Parameter Templat

Paket parameter adalah parameter templat yang menerima jenis generik templat sifar atau lebih untuk jenis data yang sesuai. Parameter pek parameter dimulakan dengan nama taip atau kelas yang dikhaskan. Ini diikuti oleh tiga titik, dan kemudian pengecam untuk pek. Program berikut menggambarkan bagaimana paket parameter templat dapat digunakan dengan struktur:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat Stres Berumur

int John = 11;
terapung Peter = 12.3;
int Mary = 13;
kegembiraan terapung = 14.6;
;
int utama ()

Umur gredB;
cout << gradeB.John << " << gradeB.Mary << '\n';
Umur gredC;
cout << gradeC.Peter << " << gradeC.Joy << '\n';
Umur gredD;
cout << gradeD.John << " << gradeD.Joy << '\n';
Berumur <> gradeA; // seperti lalai
cout << gradeA.John << " << gradeA.Joy << '\n';
pulangan 0;

Keluarannya adalah:

11 13
12.3 14.6
11 14.6
11 14.6

Templat Fungsi

Ciri templat yang disebutkan di atas berlaku dengan cara yang serupa untuk templat fungsi. Program berikut menunjukkan fungsi dengan dua parameter templat generik dan tiga argumen:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat void func (T tidak, U cha, const char * str)

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

int utama ()

func (12, '$', "500");
pulangan 0;

Keluarannya adalah seperti berikut:

Terdapat 12 buku bernilai $ 500 di kedai.

Pemisahan dari Prototaip

Definisi fungsi dapat dipisahkan dari prototaipnya, seperti yang ditunjukkan oleh program berikut:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat void func (T no, U cha, const char * str);
templat void func (T tidak, U cha, const char * str)

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

int utama ()

func (12, '$', "500");
pulangan 0;

Catatan: Deklarasi templat fungsi tidak dapat muncul dalam fungsi utama () atau fungsi lain.

Beban berlebihan

Overloading fungsi yang sama boleh berlaku dengan deklarasi kepala-templat yang berbeza. Program berikut menggambarkan ini:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat void func (T tidak, U cha, const char * str)

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

templat void func (T tidak, const char * str)

cout << "There are " << no << " books worth $" << str << " in the store." << '\n';

int utama ()

func (12, '$', "500");
func (12, "500");
pulangan 0;

Keluarannya adalah:

Terdapat 12 buku bernilai $ 500 di kedai.

Templat Kelas

Ciri templat yang disebutkan di atas berlaku dengan cara yang serupa dengan templat kelas. Program berikut adalah perisytiharan, definisi, dan penggunaan kelas sederhana:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
kelas TheCla

awam:
int int;
char statik;
kekosongan kosong (char cha, const char * str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

keseronokan kekosongan statik (char ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;
int utama ()

TheCla obj;
obj.angka = 12;
obj.func ('$', "500");
pulangan 0;

Keluarannya adalah seperti berikut:

Terdapat 12 buku bernilai $ 500 di kedai.

Program berikut adalah program di atas dengan deklarasi template-head:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat kelas TheCla

awam:
T num;
U ch statik;
void func (U cha, const char * str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

keseronokan kekosongan statik (U ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;
int utama ()

TheCla obj;
obj.angka = 12;
obj.func ('$', "500");
pulangan 0;

Daripada nama kata nama dalam senarai parameter templat, kelas kata boleh digunakan. Perhatikan pengkhususan dalam pengisytiharan objek. Keluarannya masih sama:

Terdapat 12 buku bernilai $ 500 di kedai.

Pengisytiharan Berasingan

Deklarasi templat kelas dapat dipisahkan dari kod kelas, seperti berikut:

templat kelas TheCla;
templat kelas TheCla

awam:
T num;
U ch statik;
void func (U cha, const char * str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

keseronokan kekosongan statik (U ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;

Berurusan dengan Ahli Statik

Program berikut menunjukkan cara mengakses anggota data statik dan fungsi anggota statik:

#sertakan
menggunakan ruang nama std;
templat kelas TheCla

awam:
T num;
U ch statik;
void func (U cha, const char * str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

keseronokan kekosongan statik (U cha)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << cha << '\n';

;
templat U TheCla:: ch = 'a';
int utama ()

TheCla:: menyeronokkan ('.');
pulangan 0;

Menetapkan nilai kepada ahli data statik adalah perisytiharan dan tidak boleh utama (). Perhatikan penggunaan dan kedudukan jenis generik dan jenis generik data dalam penyataan tugasan. Sebagai tambahan, perhatikan bahawa fungsi anggota data statik telah dipanggil di utama (), dengan jenis data templat yang sebenarnya. Keluarannya adalah seperti berikut:

Fungsi anggota statik rasmi.

Menyusun

Deklarasi (tajuk) dan definisi templat mesti ada dalam satu fail. Maksudnya, mereka mesti berada di unit terjemahan yang sama.

Kesimpulannya

Templat C ++ membuat algoritma tidak bergantung pada jenis data yang digunakan. Entiti pemboleh ubah, fungsi, struktur, dan kelas dapat memiliki templat, yang melibatkan deklarasi dan definisi. Membuat templat juga melibatkan pengkhususan, iaitu ketika jenis generik mengambil jenis sebenarnya. Deklarasi dan definisi templat mesti ada dalam satu unit terjemahan.