3.1. шаблоны классов
Общая форма объявления шаблона класса следующая:
Template <class Type> Class имя_класса { тело класса; }
В теле класса может участвовать тип Type, а перед определением класса, как для шаблонов функции, в угловых скобках указывается название этого типа. В угловых скобках можно указать список типов, разделенных запятыми. В теле класса названия указанных типов можно использовать в любом месте. Конкретная реализация определенного таким образом класса создается с помощью следующей общей формы:
имя_класса < тип > объект;
где тип – тип переменной, которая будет параметром класса. Пример. Определим параметризованный контейнерный класс - массив. Этот массив защищен в том смысле, что при записи и чтении его элементов контролируется выход за границы массива. Такой массив называется ограниченным.
#include <conio.h> #include <iostream.h> //библиотека потокового ввода-вывода #include <stdlib.h> //стандартная библиотека
template <class Atype> class array { Atype *a; // элементы массива int length; // число элементов public: array(int size); //конструктор ~array() {delete [] a;} //деструктор Atype& operator[] (int i); //получение элемента массива };
template <class Atype> array <Atype>:: array (int size) // конструктор { int i; length = size; a = new Atype[size]; // выделение памяти if(!a) { cout << " нет памяти для массива"; exit(1); } for(i=0; i<size; i++) a[i] = 0; // запись нулей } template <class Atype>
Atype& array <Atype>:: operator[](int i) { if(i<0 || i > length-1) { cout << " значение с индексом " << i; cout << " выходит за пределы массива"; exit(1); } return a[i]; }
main() { array <int> ix(20); //массив целых чисел array <double> dx(20); // массив чисел с плавающей точкой
int i; clrscr(); for(i=0; i < 20; i++) ix[i] = i; cout << " массив целых чисел" << ": "; for(i=0; i < 20; i++) cout << ix[i] << " "; for(i=0; i < 20; i++) dx[i] = (double) i; cout << " массив чисел с плавающей точкой: "; for(i=0; i < 20; i++) cout << dx[i] << " "; ix[20] = 1; // генерирует ошибку return 0; }
Результат работы программы
массив целых чисел: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 массив чисел с плавающей точкой: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 значение с индексом 20 выходит за пределы массива
Правила определения шаблонов классов: шаблоны классов не могут быть вложены в другие классы; шаблоны классов могут иметь нетипизированные параметры; значения, указанные для этих параметров, должны быть константами.
Например, определим параметризованный класс стека. В данном примере иллюстрируется преимущество использования нетипизированных параметров. template <class T, int size> // здесь size нетипизированный параметр class { T v[size]; int top; public: stack(): top(-1){} ~stack() {} void Push(const T& x) { if(top < size-1) {v[++top] = x;} } T& Pop() {if (top > -1) return v[top--];} };
main() { stack <int, 20> tiny; stack <int, 1000> huge; tiny.Push(-25); }
Параметр size используется для создания полей массива v[] без применения операции new, которая может быть выполнена неудачно. При таком определении типы stack <int, 20> и stack <int, 1000> будут различными типами. В частности, оператор объявления
stack <int, 20> *s = &tiny;
будет верным, а оператор
stack <int, 1000> *s = &tiny;
будет ошибочным.
Шаблоны для определенных типов могут быть переопределены для того, чтобы выполнять (или не выполнять) какие-либо действия. Поясним на примере. Пусть определён класс стека:
template <class T> class Stack { T *v; int size, top; public: stack (int n); // n – размер стека ~stack(); void Push (const T&); // записать Т в стек T& Pop(); // извлечь Т из стека …
}
Переопределим его для T = char* :
class Stack <char *> { char ** v; // указатель на char* int size, top; public: Stack(int n); ~stack(); void Push(const char*&); char* Pop(); … // далее следуют новые функции Push и Pop };
Шаблоны классов могут быть использованы структурами или объединениями, например:
Template <class T> struct S {T *x; …}
Статические члены параметризованного класса являются общими для каждого конкретного экземпляра этого класса. Шаблоны составных функций класса определяются вне класса, при помощи описания template. Например, определим для класса стека функцию Push:
Template <class T> Void stack <T>:: Push(const T& element) { if(top == size-1) error(“stack overflow”); else v[++top] = element; }
Шаблоны составных функций могут быть переопределены для отдельных типов. Например:
Void Stack <char > :: Push(const char& P) { … }
|
| Оглавление| |