第9章模板

第九章 模板9．1 示范题的求解与剖析一． 示范题一编写一个具有如下功能的函数模板：求出一维数组B中前n个元素的最大值、最小值以及平均值并显示在屏幕上。

假设该函数模板的原型为：template <class T> void myFunTpt(T * B, int n);而后编制主函数，对函数模板进行调用，以实现对不同类型一维数组的处理过程。

注意，本题假定T为可通过运算符“<”以及“>”来进行比较、且可以求平均值的一种可变化类型。

【实验目的】函数模板的编制与使用：自定义具有设定功能的函数模板myFunTpt，而后在主函数中对其进行调用，实现对不同类型一维数组的处理。

【实现方法】1．通过“template <class T> void myFunTpt(T * B, int n){…}”的形式来定义函数模板myFunTpt，它含有一个类型参数T，而T可以对应于多种不同的具体数据类型（假定T为可进行比较且可以求平均值的类型），从而扩展了只可以处理某一种数据类型的函数功能。

2．在主函数main中对函数模板进行调用，调用方式与调用一般函数相类似，用户只需给出相应的实参，而后由系统将其实例化为一个具体的函数并实现调用过程。

3．函数模板myFunTpt中，为求数组B的前n个元素之最大值最小值以及平均值，程序中使用了一个要执行n-1次的循环语句。

但注意，进入循环前，必须为max、min与sum都赋上同一个初始值B[0]。

【程序编制】#include <iomanip.h>template <class T> void myFunTpt(T * B, int n) { //函数模板myFunTpt T max=B[0], min=B[0], sum=B[0];for (int i=1; i<n; i++) { //循环求最大、最小、累加和 if(B[i]>max) max=B[i];if(B[i]<min) min=B[i];sum+=B[i];}cout<<"max="<<max<<", min="<<min<<", ave="<<double(sum)/n<<endl;}void main() {int Ai[10]={6, 12, -3, 9, -6, 28, 17, 0, 4, 16};double Af[7]={3.5, -2.2, 18.8, 0.7, -6.8, 15.3, 10.1};cout<<"Array Ai: ";for(int i=0;i<10;i++) //屏幕显示Ai各元素值 cout<<setw(4)<<Ai[i];cout<<endl;myFunTpt(Ai,10); //调用myFunTpt，处理Ai数组10元素 cout<<"----------------------------------------------------\n";cout<<"Array Af: ";for(i=0;i<7;i++) //屏幕显示Af各元素值 cout<<setw(6)<<Af[i];cout<<endl;myFunTpt(Af,7); //调用myFunTpt，处理Af数组7元素 }【调试运行】程序执行后，屏幕显示结果为：Array Ai: 6 12 -3 9 -6 28 17 0 4 16max=28, min=-6, ave=8.3----------------------------------------------------Array Af: 3.5 -2.2 18.8 0.7 -6.8 15.3 10.1max=18.8, min=-6.8, ave=5.62857【剖析点评】1．函数模板相当于具有共性的一组函数，这些函数采用共同的处理数据的方式，但所处理数据的类型则可以不同，进而提高了编程的抽象层次以及使用灵活性。

2．定义函数模板的格式类似于定义一个函数，只不过要在最前面增加“template < class 类型形参名1，… ，class 类型形参名n >”的一段说明。

如本程序使用了“template <class T>”，指定了一个类型形参名T。

另外注意，上述列出的各“类型形参名”（如本实例中的T）还应在模板定义的“返回类型”或 “形参表”或“函数体”中进行使用，否则将没有可变性，只能定义出一个具体的函数。

二． 示范题二自定义如下样式的类模板TestClass，其中使用了类型形参T以及普通形参i。

template <class T, int i> class TestClass { //类模板TestClass T buffer[i]; //数组元素为T类型，其大小由普通形参i的值指定 public:void dataIn(); //输入数据放入buffer数组void dataOut(); //将buffer数组中各数据输出T getData(int j){return buffer[j];} //返回T类型的buffer数组的第j个分量T minData(); //求出buffer数组中的最小元返回};而后编制主函数，将类模板实例化为各种不同的类，并对它们进行具体使用。

【实验目的】熟悉类模板的定义及其使用方式。

通过自定义一个同时使用类型形参以及普通形参的类模板TestClass，并对其进行具体使用，来达到所设定的目的。

【实现方法】1．在类体外编写出各成员函数的具体实现代码。

但注意，类模板的成员函数在类外定义时，格式类似于函数模板。

例如，成员函数dataIn在类外定义时，格式为： template <class T, int i> void TestClass<T,i>::dataIn() {...} 其中的“TestClass<T,i>::”为类限定符，是在类体外定义成员函数所必须的。

当然，成员函数也可放于类体内，从而省去类限定符，如本例的getData函数。

2．编制主函数，创建类模板的实例对象并对它们进行使用。

例如，通过“TestClass<int, 5> ClassInstA;”，就创建了一个int类型的buffer数组大小为5的实例化对象ClassInstA，而后对该对象进行具体使用。

同理，可通过“TestClass<char, 8> ClassInstB;”来创建char 类型的buffer数组大小为8的实例化对象ClassInstB，之后对其进行使用。

注意，创建实例化类对象时，类型形参的相应实参要为类型名，而普通形参的相应实参必须为一个常量。

【程序编制】#include "iostream.h"template <class T, int i> class TestClass { //类模板TestClass T buffer[i]; //数组元素为T类型，其大小由普通形参i的值指定 public:void dataIn(); //输入数据放入buffer数组void dataOut(); //将buffer数组中各数据输出T getData(int j){return buffer[j];} //返回T类型的buffer数组的第j个分量 T minData(); //求出buffer数组中的最小元返回};template <class T, int i> void TestClass<T,i>::dataIn(){ //类外定义成员函数dataIn cout<<"dataIn: Please input "<<i<<" data!"<<endl;for (int k=0; k<i; k++)cin>>buffer[k]; //为buffer各元素输入数据}template <class T, int i> void TestClass<T,i>::dataOut() { //类外定义成员函数 for (int k=0; k<i; k++)cout<<buffer[k]<<" "; //输出数据}template <class T, int i> T TestClass<T,i>::minData() { //成员函数T md=buffer[0]; //最小元mdfor (int k=1; k<i; k++)if(buffer[k]<md) //若有更小的md=buffer[k];return md;}void main() { //创建类模板的实例对象并对它们进行使用 TestClass<int, 5> ClassInstA; //int型5大小的实例化对象ClassInstA cout<<"TestClass<int, 5> => ";ClassInstA.dataIn(); //输入数据ClassInstA.dataOut(); //输出数据cout<<"\nminData=>"<<ClassInstA.minData()<<endl; //最小元素TestClass<char, 8> ClassInstB; //char型8大小的实例化对象ClassInstB cout<<"TestClass<char, 8> => ";ClassInstB.dataIn(); //输入ClassInstB.dataOut(); //输出cout<<"\nminData=>"<<ClassInstB.minData()<<endl; //最小元}【调试运行】程序执行后的显示结果如下：TestClass<int, 5> => dataIn: Please input 5 data!23 4 65 -56 023 4 65 -56 0minData=>-56TestClass<char, 8> => dataIn: Please input 8 data!s d O K b a F Ts d O K b a F TminData=>F【剖析点评】本示例的类模板定义中使用了类型参数和普通参数，增加了模板的通用性。