非視頻教程-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法版code test

2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

1主講教師:游洪躍個人主頁：

高級語言程序設(shè)計II四川大學(xué)計算機學(xué)院四川大學(xué)計算機學(xué)院2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

2教材：《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》李濤主編游洪躍陳良銀李琳等編高等教育出版社2006年2月出版2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

3本書內(nèi)容

第1章緒論第2章C++類和對象第3章繼承第4章多態(tài)性第5章模板第6章C++常見問題第7章VisualC++編程基礎(chǔ)第8章對話框、常用消息、菜單和工具條第9章單文檔界面和多文檔界面第10章圖形設(shè)備接口實驗（待安排）2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

4提綱類模板及模板類第五章模板ARMVectorTableFIQIRQ(Reserved)DataAbortPrefetchAbortSoftwareInterruptUndefinedInstructionReset0x1C0x180x140x100x0C0x080x040x00132函數(shù)模板及模板函數(shù)模板的基本概念模板設(shè)計及應(yīng)該實例32023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

55.1模板的基本概念模板是C++支持多態(tài)性的一種工具。模板將用“類型參數(shù)”來完成不同的功能。使用模板可以讓用戶得到類或函數(shù)聲明的一種通用模式。使得類中的某些數(shù)據(jù)成員或者成員函數(shù)的參數(shù)、返回值取得不同的類型。讓類型成為參數(shù)2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

65.1.1模板的概念所謂模板，其實就是一種使用“數(shù)據(jù)類型”作為參數(shù)來產(chǎn)生一系列函數(shù)或類的機制。模板方便了更大規(guī)模的軟件開發(fā)。減少了程序員編寫代碼的工作量。程序通用性增強2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

75.1.2為何需要使用模板//求兩個整型數(shù)的極大值intGetMax(inta,intb) { return(a>b)?a:b;}//求兩個長整型數(shù)的極大值longGetMax(longa,longb) { return(a>b)?a:b;}2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

8//求兩個雙精度型數(shù)的極大值doubleGetMax(doublea,doubleb) { return(a>b)?a:b;}//求兩個字符型數(shù)的極大值charGettMax(chara,charb) { return(a>b)?a:b;} 2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

9是否可以將上述四個函數(shù)合成為一個函數(shù)啦？//Type用前述的int、long、double、char替換可得到上述四個函數(shù)。

TypeGetMax(Typea,Typeb){ return(a>b)?a,b;}難道可以生產(chǎn)函數(shù)？2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

10這實際上就是一種抽象。可以將數(shù)據(jù)類型說明為參數(shù)，以適用于其他數(shù)據(jù)類型，這就是模板。通過模板可以產(chǎn)生類或函數(shù)的集合，它們有能力操作不同的數(shù)據(jù)類型。因而也就不必要為每一種數(shù)據(jù)類型設(shè)計一個單獨的類或函數(shù)。說明了結(jié)構(gòu)相似的類和函數(shù)。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

11模板分為類模板（classtemplate）和函數(shù)模板（functiontemplate）兩種。在說明了一個函數(shù)模板后，當(dāng)編譯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有一個對應(yīng)的函數(shù)調(diào)用時，將根據(jù)實參中的數(shù)據(jù)類型來確認(rèn)是否匹配函數(shù)模板中對應(yīng)的形參，然后生成一個重載函數(shù)。模板函數(shù)2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

12該重載函數(shù)的定義體與函數(shù)模板的函數(shù)定義體相同，但數(shù)據(jù)類型參數(shù)具體化了，稱為模板函數(shù)（templatefunction）。同樣，在說明了一個類模板之后，可以創(chuàng)建類模板的實例，稱為模板類。實際上，將數(shù)據(jù)類型作為參數(shù)就得到了模板。將參數(shù)實例化就得到了模板類或者模板函數(shù)。模板類2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

135.2函數(shù)模板及模板函數(shù)函數(shù)模板是對一批模樣相同的函數(shù)的說明描述，它不是某一個具體的函數(shù)。而模板函數(shù)則是將函數(shù)模板內(nèi)的“數(shù)據(jù)類型參數(shù)”具體化后得到的重載函數(shù)（就是由模板而來的函數(shù)）。從哲學(xué)的抽象和具體的角度來說：函數(shù)模板是抽象的，而模板函數(shù)則是具體的?！叭恕焙汀氨?拉登”的區(qū)別2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

14C語言中，使用不同函數(shù)名來表達(dá)相似功能；而C++中則用函數(shù)重載來表達(dá)。而使用函數(shù)模板，則只需要一段公共的模板描述代碼即可。函數(shù)模板減少了程序員輸入代碼的工作量，是C++中功能最強的特性之一，是提高軟件代碼重用率的重要手段之一。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

155.2.1函數(shù)模板的定義及生成模板函數(shù)函數(shù)模板大大增強了函數(shù)設(shè)計的通用性。使用函數(shù)模板的方法是；1、先說明函數(shù)模板，2、然后實例化成相應(yīng)的模板函數(shù)，3、最后才可以調(diào)用模板函數(shù)，并執(zhí)行。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

16函數(shù)模板的說明形式一般如下：template<模板類型形參表><返回值類型><函數(shù)名>（模板函數(shù)形參表）{//函數(shù)定義體}注意類型形參和函數(shù)形參的位置2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

17其中，<模板類型形參表>的類型可以是任何類型：包含基本數(shù)據(jù)類型，和類類型。每一個類型參數(shù)前都需要加前綴class。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

18函數(shù)模板是一組函數(shù)的描述，不能直接執(zhí)行，它需要實例化為模板函數(shù)后才能執(zhí)行。函數(shù)模板并不是一個實實在在的函數(shù)。編譯系統(tǒng)不會為它產(chǎn)生任何執(zhí)行代碼。該定義只是對某類函數(shù)的描述。一旦數(shù)據(jù)類型形參實例化以后，就產(chǎn)生一個實實在在的模板函數(shù)。實例化？2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

19例5-1：編寫一個對具有n個元素的數(shù)組a[]求最大值的程序，要求將求最大值的函數(shù)設(shè)計成函數(shù)模板以適應(yīng)不同的數(shù)組元素類型。smain5_1.cpp使用函數(shù)模板1，數(shù)組a的最大值，maxValue＝10使用函數(shù)模板1，數(shù)組b的最大值，maxValue＝9.9使用函數(shù)模板1，數(shù)組c的最大值，maxValue＝c2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

20注意事項：函數(shù)模板的說明和定義必須在全局作用域。函數(shù)模板不能說明為類的成員函數(shù)。

另外，模板類型參數(shù)不具有隱式類型轉(zhuǎn)換的作用。隱式類型轉(zhuǎn)換？2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

215.2.2重載函數(shù)模板模板函數(shù)也可以重載。匹配過程有以下規(guī)定：1、首先匹配類型完全相同的重載函數(shù)。2、其次，才尋求函數(shù)模板來匹配。例5-2:具有函數(shù)模板和同名重載函數(shù)的匹配過程smain5_2.cpp

先重載函數(shù)，然后函數(shù)模板2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

222023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

23使用函數(shù)模板1，數(shù)組a的最大值，maxValue＝10使用函數(shù)模板1，數(shù)組b的最大值，maxValue＝9.9使用函數(shù)模板1，數(shù)組c的最大值，maxValue＝c調(diào)用int，maxValue＝20調(diào)用long，maxValue＝201調(diào)用double，maxValue＝2調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝char=A調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝10調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝11.1調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝22調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝A調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝200調(diào)用函數(shù)模板2，maxValue＝1002023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

24從運行結(jié)果可知：GetMax(10,20)調(diào)用直接調(diào)用intGetMax(inta,intb)。注釋掉charGetMax(chara,charb)以前，GetMax(‘A’,‘2’)調(diào)用該重載函數(shù)；注釋掉charGetMax(chara,charb)以后，GetMax(‘A’,‘2’)調(diào)用了模板函數(shù)2，說明在匹配模板函數(shù)時，系統(tǒng)不會進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換以匹配重載函數(shù)，否則它就應(yīng)該調(diào)用intGetMax(inta,intb)。GetMax(10,5.0)調(diào)用函數(shù)模板2。在重載函數(shù)中沒有匹配版本，在函數(shù)模板中匹配，調(diào)用函數(shù)模板2。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

25在例5_3中，將例5_2中函數(shù)模板2：“TypeXGetMax(TypeXtX,TypeYtY)”的抽象性降低，觀察一下重載函數(shù)和函數(shù)模板的匹配。

smain5_3.cpp2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

26調(diào)用double，maxValue＝65調(diào)用double，maxValue＝20調(diào)用double，maxValue＝200調(diào)用double，maxValue＝20.01調(diào)用double，maxValue＝20.02調(diào)用double，maxValue＝65調(diào)用double，maxValue＝100.03調(diào)用double，maxValue＝20調(diào)用double，maxValue＝20.04調(diào)用double，maxValue＝20.052023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

27在例5_3中，注釋掉函數(shù)模板2。從運行結(jié)果可知，程序調(diào)用了所有類型不匹配的相關(guān)函數(shù)，這是隱式類型轉(zhuǎn)換的結(jié)果。但是，當(dāng)將函數(shù)模板2放出來以后，凡是兩個類型不一致的函數(shù)調(diào)用都不能夠編譯通過。這說明模板參數(shù)不具有隱式轉(zhuǎn)換能力。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

285.3類模板及模板類有時候，我們會遇到一些代碼相似的類。ch5_4\sclass5_4_T.hch5_4\sclass5_4_T.cppch5_4\smain5_4.cppCInteger類和CReal類的聲明及其成員函數(shù)的實現(xiàn)代碼非常相似，這種相似性提供了進(jìn)一步抽象的可能?？梢远x一種用來生成CInteger類和CReal類的類模板，然后用這個抽象的類模板來生成具體的CInteger類和CReal類。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

29類模板與函數(shù)模板類似，將數(shù)據(jù)類型定義為參數(shù)。具體化為模板類后，可以用于生成具體對象。類模板模板類2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

305.3.1類模板的定義及生成模板類template<類型形參表>class<類名>{ //類說明體}；template<類型形參表><返回類型><類名><類型名表>::<成員函數(shù)1>（形參表）{ //成員函數(shù)1定義體}2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

31它不是一個實實在在的類，只是類的描述，稱為類模板（classtemplate）。類模板必須用類型參數(shù)將其實例化為模板類后，才能用來生成具體對象。在形參表中定義的每個類型，也都必須要使用關(guān)鍵詞class。如果類型形參多于一個，則每個形參前都要使用關(guān)鍵詞class。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

32template<classT1,classT2,intexp1>classTClass{//};類模板TClass的第三個參數(shù)是表達(dá)式，而第一和第二個參數(shù)是類型參數(shù)?；煊?。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

33使用類模板可以說明和定義任何類型的類。這種類被稱為參數(shù)化的類。類是對象的抽象，那么類模板則是類的抽象。對類的抽象2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

34例5_5:采用類模板。s5_5\smain5_5.cpp

生產(chǎn)類的工廠？生產(chǎn)車間2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

35例5_5和例5_4程序運行的結(jié)果完全相同。例5_5程序的實現(xiàn)代碼卻少很多。例5_5還可以生成其他的很多功能類似的模板類，其適應(yīng)范圍大大增強了，比如：TNumber<char>、TNumber<long>等。在例5_4的程序中，要生成新類，勢必要增加大量代碼。這就是類模板的魅力所在。類模板就是用來生成類的工具。2023/1/14主講教師：四川大學(xué)計算機學(xué)院游洪躍

365.3.2類模板的派生//用類模板派生出新的類模板template<classTyp