1、模模 板板（函数模板、类模板）（函数模板、类模板）模板函数模板函数对对 象象模板类模板类实例化实例化 实例化实例化实例化实例化图 9.1 模板分类实验九 模板及应用 函数模板一、实验目的1理解模板的概念及实质，熟悉 C+模板的分类；2掌握函数模板的定义方法及实例化方法，掌握函数模板的应用。二、实验学时课内实验：2 课时 课外练习：2 课时三 本实验涉及的新知识 模板的概念及分类1模板的概念在 C+中，模板是实现代码重用的一种工具，其实质是实现数据类型参数化。也就是说，把数据类型定义为一种参数。2模板的分类C+中的模板分为函数模板及类模板。函数模板的实例化称为模板函数，类模板的实例化称模板类。如
2、图 9.1 所示。 函数模板的定义1格式template 返回类型 函数名（形参表） 函数体 2说明 template 为模板函数的声明； class T1,class T2,为模板形参，即 T1、T2 为虚拟类型参数；可把模板形参改为：typename T1,typename T2, 模板函数的实例化模板函数是在调用时根据实参的数据类型实例化。1格式函数名（实参表）2说明 模板实参表通常可以缺省，这时模板函数与一般函数的调用相同。即上面的格式可变为：函数名（实参表） 有些情况下，模板实参表不能省略： 含有“常规参数”的函数模板，在实例化为模板函数时，必须给出。 当实例化模板函数的实参表中出现
3、模棱两可的数据类型时，必须给出。 当要明确模板函数的返回值时，必须给出。四、实验内容1 验证及认知实验按要求调试下列程序，并回答相关问题。程序 1（exp_901.cpp）#includeint max(int x,int y) return xy?x:y;float max(float x,float y) return xy?x:y;double max(double x,double y) return xy?x:y;char max(char x,char y) return xy?x:y;void main()int i1=10,i2=20;float f1=30.5,f2=13.9
4、;double d1=48.255,d2=36.358;char c1=A,c2=a;cout T max(T x,T y)return xy?x:y;再重新编译运行程序。 知识应用实验1分析下列程序，写出程序的输出结果，再上机运行程序验证其正确性，如果不正确，请认真分析出错原因。程序 2（exp_902.cpp）#include2using namespace std;templatevoid func(T a,int n) T t; for(int i=0;i#include“hhpoint.h“template /模板函数声明:实现两个数据的交换void swap( (2) ) (3)
5、;temp=a;a=b;b=temp;void main(void) int i=20,j=30;double x=80.5,y=92.6;point p1(40,50),p2(70,80);(4); /将模板函数实例化为整型数据交换cout class 类模板名 类体 2类模板中的成员函数的定义 在类体中定义（即定义为内置函数）与普通类的成员函数定义相同。 在类体外定义格式template返回类型 类模板名:函数名（形参表） 函数体 类模板的实例化类模板是在定义对象时实例化的。格式为：类模板名 对象名表；四、实验内容 验证及认知实验按要求调试下列程序，并回答相关问题。程序 1（exp_100
6、1.cpp）#includetemplate class point private:A x,y;public:point(void) x=0;y=0;5point(A a,A b) x=a ; y=b; point(const point y=ob.y;void set_point(A a,A b);A read_x(void);A read_y(void);void move(A a,A b);void print(void);template void point :set_point(A a,A b)x=a ; y=b; template A point :read_x(void) r
7、eturn x;template A point:read_y(void) return y;template void point:move (A a,A b) x+=a;y+=b;template void point:print(void) cout p1(20,30);p1.print();p1.move(5,5); p1.print();运行程序的输出结果为： 程序中的“point p1(20,30);”的作用是 ； 在 main()中加入下列语句：point p2(20.55,30.65);p2.print();p2.move(5.5,10.5); p2.print();运行程序的
8、输出结果为：6 程序中的“point p2(20.55,30.65); ”的作用是 。 知识应用实验1分析下列程序，写出程序的输出结果，再上机运行程序验证其正确性，如果不正确，请认真分析出错原因。#include const int size=50;template class array T xsize;public:array()int i;for(i=0;ixi;void print(int n)int i;for(i=0;iT array: max(int n) T m;m=x0;int i;for(i=1;i运行程序，输入 n 的值为 5，再分别输入：21、25、18、32、59 时
9、，你分析的程序输出结果为：程序的实际输出结果是：当输入：18.2、12.8、19.5、23.2、17.8 时，你分析的程序输出结果为：程序的实际输出结果是：7void array: sort(int n) int i,j;T t;for(i=0;i ob1;coutn;cout ob2;ob2.input(n);ob2.print(n);coutconst int maxstacksize=80;/数组元素：堆栈数据的最大个数template /定义一个模板（类模板）class stack /statck 为一个堆栈类模板 private:T stklistmaxstacksize;/堆栈数组
10、：存放数据项int top; /表示栈顶public:stack(void);void push(const T /压栈操作T pop(void); /出栈操作T peek(void); /取栈顶数据int stkempty(void); /堆栈是否为空int stkfull(void); /堆栈是否满void clearstk(void); /栈初始化: 栈清空;8template stack:stack(void) top=-1; /栈顶初始化为-1template void stack:push(const T if(top=-1) cerr /取栈顶数据T stack:peek(voi
11、d) if(top=-1) cerrint stack:stkempty(void) /检测堆栈是否为空 if ( (6) ) return 1;else return 0;template int stack:stkfull(void) /检测堆栈是否已满 if( (7) ) return 1;else return 0;9template void stack:clearstk(void) /堆栈初始化 top=(8) ; 问题：程序中（1）处应改为 ， （2）处应改为 （3）处应改为 ， （4）处应改为 （5）处应改为 ， （6）处应改为 （7）处应改为 ， （8）处应改为 /exp_1
12、003.cpp：输入一个字符串，再逆序输出#include#include#include“tmpstack.h“void main() stack ss;/定义类模板对象 ss,其模板参数 T 实例化为 char 型/即:创建了一个字符堆栈char name81,reverse81;int i;coutname;for(i=0;i#include“tmpstack.h“void multiRadixOutput(int num,int r) (11) s; /定义一个整数堆栈模板类对象“s”int num1;do num1=num%r;/num1 表示除基后的余数 :除基取余num=num/
13、r;10(12); /将余数压入堆栈：压栈操作 while(num!=0); /直到商为 0 结束循环int a;while( (13) ) /栈不为空则循环 a= (14) ; /取栈顶元素并出栈if(anum;coutr;cout”的重载方法3熟悉用 ios_base 类成员函数进行格式控制的方法，掌握其应用；4熟悉用操作符进行输入输出格式控制的方法，掌握其应用。二、实验学时课内实验：2 课时 课外实验：2 课时三 本实验涉及的新知识 流的概念及输入输出流对象1流的概念 在计算机中，数据从内存的一个地址移动到另一个地址称为数据流动，简称流（stream） ；其操作称为流操作。 流操作是通过
14、缓冲区（buffer）机制实现的。在 C+中的主要流操作有：从文件中读职数据：文件缓冲区内存将数据写入文件：内存缓冲区文件在 C+中，把输入设备（如键盘 KB） 、输出设备（如显示器 CRT、打印机 PRT）看成一种文件，称设备文件。因此，输入输出操作与文件的操作相似。2C+的主要流对象C+中输入输出操作通过调用标准流库实现。主要流对象有： cin ：与标准输入设备（即键盘）相关联 cout ：与标准输出设备（即显示器）相关联 cerr ：与标准错误输出设备（默认为显示器）相关联（非缓冲方式） clog：与标准错误输出设备（默认为显示器）相关联（缓冲方式） 输出流1输出流（ostream）类中
15、的主要成员函数 put( ) 函数函数原型声明：ostream 作用：可用作为二进制数据（字节）或单个字符输出。调用格式：cout.put(字符) write( )函数函数原型声明：ostream （主要熟悉：left、right、dec、oct 、hex、showpoint、fixed）特点：分别使不同的标志位为 1（用二进制表示时） 。标志字的表示：可用位或运算符（“|” ）组合多个状态标志位。如：设置标志字表示在输入时用十进制并跳过空白，标志字为： 0000 0000 0001 0001即：skipws|dec 用于输入输出格式控制的成员函数 成员函数如下表函数原型 功 能 long i
16、os_base:setf(long flags); 设置状态标志 flags long ios _base :unsetf(long flags); 清除状态标志并返回清除前的标志 long ios _base :flags( ); 测试状态标志 long ios _base : flags(long flags); 设置标志 flags 并返回设置前标起 int ios _base :width(); 返回当前宽度设置值 int ios _base :width(int w); 设置域宽 w 并返回以前的设置 int ios _base :precision(int p); 设置小数位数，并
17、返回以前的小数位数 char ios:fill( ) 返回当前的填充字符 char ios:fill( char ch) 设置填充字符 ch，返回当前的填充字符 使用方法如下： setf( )格式：流对象.setf(ios:状态标志)功能：设置状态标志 说明：流对象通常是 cin 、cout 等或用户自定义的流对象（下同） 。 unsetf( )格式：流对象.unsetf(ios:状态标志) 14功能：取消状态标志 .width( )格式：流对象.width( 整数 ) 功能：设置域宽并返回以前的设置说明：用 width(int w)设置域宽后，只对紧接着的第一个输出有影响；用 ios:set
18、f(long flags)设置后对后面所有输出都有影响，直到用 ios:unsetf(long flags)取消为止。 precision( )格式：流对象. precision( 整数 ) 功能：设置有效位数（小数位数） ，并返回以前的有效位数（小数位数）未用 ios:setf()函数设置为定点记数或科学记数法前，用 ios: precision(int p)中的 p 表示显示的有效位数；用 ios:setf()函数设置为定点记数或科学记数法后，p 表示小数位数。 fill()格式：流对象. fill( 字符 )功能：设置填充字符 ch，返回当前的填充字符；设置填充字符后，对后面的所有输出内
19、容均有效。 2使用操作符进行输入输出格式控制 使用 ios 类中的成员函数进行输入输出格式控制时，每个函数的调用都需要写一条语句，不能将其嵌入到输入输出语句中。在 C+提供了另一种 I/O 格式控制的方法，即操作符。C+预定义的操作符： dec：以十进制输入输出整型数，用于输入输出 hex：以十六进制输入输出整型数，用于输入输出 oct：以八进制输入输出整型数，用于输入输出 ws 输入时跳过开头的空白符，用于输入 endl 插入一个换行符并刷新输出流，用于输出 ends 插入一个空字符，用以结束一个字符串，用于输出 flush 刷新一个输入流，用于输入 setbase(int n) 把转换基数
20、设置为 n(n 的取值为 0,8,10,16)，n 的缺省值为 0（以十进进制形式输出） 。 resetiosflags(long f) 关闭由参数 f 指定的格式标志，用于输入输出 setiosflags(long f) 设置由参数 f 指定的格式标志，用于输入输出 setfill(char c) 设置填充字符 setprecision(int n) 设置数据小数位数，缺省时为 6，用于输入输出 setw(int n) 设置域宽，用于输入输出其中:setiosflags(long f) 、resetiosflags(long f) 中的 long f 为格式标志与前面相同。说明：使用 set
21、w（）等，应加头文件 “iomanip.h”（主要熟悉 dec、hex、oct 、 endl、setw(int n) 、setprecision(int n)四、实验内容 验证及认知实验按要求调试下列程序，并回答相关问题。程序 1（exp_1101.cpp）#include15#includeusing namespace std;void main(void) int ch=97;char str=“student“;cout.put(ch)#includeusing namespace std;void main(void) char ch,ch1;char str10=“;coutvoi
22、d main()int a=120,b=250;double x=256.43l,y=130.125;cout.setf(ios:dec|ios:showpos);coutusing namespace std;void main()int a=120,b=250;double x=256.43l,y=130.125;cout.width(10);coutusing namespace std;void main()double x=256.43l,y=130.125;cout.precision(5);/设置有效位数为 5coutusing namespace std;void main()
23、int a=120,b=250;cout.setf(ios:left);cout.width(10);cout.fill(*); cout#include void main() cout using namespace std;class point private:float x,y,z;public :point(float a=0,float b=0,float c=0) x=a;y=b;z=c;friend (1) cout” 、 “格式 2：if(文件流对象) 用成员 fail()函数格式 1：if(文件流对象.fail()格式 2：if(!文件流对象.fail()4文件的关闭格式
24、：文件流对象.close(); 文件的读写1文本文件的读写 读文件格式文件输入流对象.get(char); 写文件格式文件输出流对象.put(char ch);2二进制文件的读写二进制文件的读/写分别用成员函数 read( )、write( ) 实现。21 读二进制文件的格式输入文件流对象.read(char*)void main(void) ifstream f1; f1.open(“d:vcprge301.cpp“); if(!f1) cout #includeusing namespace std;void main(void) ofstream f;/定义文件输出流对象f.open(“
25、d:vcprgtest.txt“);/ f.open(“d:vcprgtest.txt“,ios_base:app);if(!f) cout #include23using namespace std;void main(void) (1) ; /定义文件输入流对象 f1(2) ; /定义文件输出流对象 f2f1.open(“d:vcprge301.cpp“); /以读方式打开文件if( (3) ) cout #include#include“person.h“void main(void) char na11,se3;int y,m,d;person psn;ifstream f1;ofst
26、ream f2;f2.open(“d:vcprgpersonal.dat“,ios:binary|ios:app);if(!f2) coutna;coutse;couty;coutm;coutd;psn.set_person(na,se,y,m,d);f2.write(6);/将 psn 对象写入文件中coutch;f2.close();f1.open(“d:vcprgpersonal.dat“,ios:binary);if(!f1) /或者用 if(f1.fail() cout”实现学生数据的输入/ 输出（输出时各列对整齐） ； 学生数据查询按学号或姓名查询； 程序存放在 exp_1206.cpp 中。五、实验收获与创新1自已拟定一个解决实际问题的题目，综合应用高级语言程序设计 、 面向对象程序设计中的知识，编程实现。要求：至少定义两个类，数据用文件保存。2通过实验一到实验十二，谈谈你对面向对象程序设计的认识。
