C++泛型编程之类模板

泛型语义

　　泛型(Generic Programming)，即是指具有在多种数据类型上皆可操作的含意。泛型编
程的代表作品 STL 是一种高效、泛型、可交互操作的软件组件。
　　泛型编程最初诞生于 C++中，目的是为了实现 C++的 STL（标准模板库）。其语言支
持机制就是模板（Templates）。
　　模板的精神其实很简单：类型参数化(type parameterized)，即，类型也是一种参数，
也是一种静多态。换句话说，把一个原本特定于某个类型的算法或类当中的类型信息抽掉，
抽出来做成模板参数。

stack类

Stack 类模板化，可以 push 和 pop 不同的数据类型。主要由几个因素需要把控。栈
中的空间元素类型，压入元素类型，弹出元素类型，三者保持一致即可。

#include <iostream> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> using namespace std; 
class Stack{ 
　　public: 　　Stack(int size=1024){ 　　　　space = new int[size]; 　　　　top = 0; 　　} 

~Stack(){ 　　delete []space; } 

bool isEmpty(){ return top == 0; } 
bool isFull(){ return top == 1024; } 

void push(int data){ space[top++] = data; } 

int pop(){ return space[--top]; } private: int* space; int top; }; int main() { 　　Stack s(100); 　　for(int i=0; i<10; ++i){ 　　if(!s.isFull()) 　　s.push(i); 　　} 

　　while(!s.isEmpty()) 　　cout<<s.pop()<<endl; 　　return 0; }

类模板

格式：

C++泛型编程之类模板

应用：

ClassName<int> cn; //类模板->模板类->类对象

Stack类模板

#include <iostream> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> using namespace std; 
template<typename T>class Stack { 
public: Stack(int size=1024); ~Stack(); bool isEmpty(); bool isFull(); void push(T data); T pop();

private: 
T* space; int top; };
 template<typename T> Stack<T>::Stack(int size) { 　　space = new T[size]; 　　top = 0; } 
template<typename T> Stack<T>::~Stack(){ 　　delete []space; } 

template<typename T>bool Stack<T>::isEmpty(){ 　　return top == 0; } 

template<typename T>bool Stack<T>::isFull(){ 　　return top == 1024; } 

template<typename T>void Stack<T>::push(T data){ 　　space[top++] = data; } 

template<typename T> T Stack<T>::pop(){ 　　return space[--top]; } 

int main() { 　　Stack<string> s(100); 　　for(int i=0; i<10; ++i){ 　　　　if(!s.isFull()) 　　　　s.push(to_string(i)+"-abc"); 　　}
 while(!s.isEmpty()) 　　cout<<s.pop()<<endl; 　　return 0; }

　　类的模板本质上就是函数模板的应用，将抽象化的函数租组织到一个类模板 内，类名的本质就是一个命名空间。

template<typename T> class XXX从格式上区别于类，完成了对类进行抽象。

类模板的友元

#include <iostream> #include <istream> #include <ostream> using namespace std; //类内实现友元 template<typename T> class Complex { 　　friend 　　istream & operator>> (istream & in, Complex<T>& c) 　　{ 　　　　in>>c.real>>c.image; 　　　　return in; 　　} 
　　friend 　　ostream & operator<< (ostream & out, Complex<T> & c) 　　{ 　　　　cout<<"("<<c.real<<","<<c.image<<")"<<endl; 　　　　return out; 　　} 　　private: 　　　T real; 　　　T image; }; int main() { 　　Complex<double> c; 　　cin>>c; 　　cout<<c; 　　return 0; }

类外实现友元

1 ）类前声明
2 ）friend 类中声明 <>
3 ）类外实现

#include <iostream> #include <istream> #include <ostream>
using namespace std; 
//①类前声明
template<typename T> class Complex; template<typename T> istream & operator>> (istream & in, Complex<T>& c); template<typename T> ostream & operator<< (ostream & out, Complex<T> & c);
　　
template<typename T> class Complex {

　　//②freind类中声明<> 　　friend istream & operator>> <>(istream & in, Complex<T>& c); 　　friend ostream & operator<< <>(ostream & out, Complex<T> & c); private: 　　T real; 　　T image; }; 

//③类外实现
template<typename T> istream & operator>> (istream & in, Complex<T>& c) { 　　in>>c.real>>c.image; 　　return in; }

template<typename T> ostream & operator<< (ostream & out, Complex<T> & c) 
{

　　cout<<"("<<c.real<<","<<c.image<<")"<<endl; 　　
　　return out; 
} 

int main() { 　　Complex<double> c; 　　cin>>c; 　　cout<<c; 　　return 0; }

hpp

《C++编程思想》第 15 章(第 300 页)：
　　模板定义很特殊。由 template<…> 处理的任何东西都意味着编译器在当时不为它分
配存储空间，它一直处于等待状态直到被一个模板实例告知。在编译器和连接器的某一处，
有一机制能去掉指定模板的多重定义。所以为了容易使用，几乎总是在头文件中放置全部
的模板声明和定义,文件后缀为.hpp。

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