1、2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,1,主讲教师: 陈良银 个人主页： http:/ *,2,教材：C+面向对象程序设计,李涛 主编 游洪跃 陈良银 李琳等编高等教育出版社 2006年2月出版,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,3,本书内容,第1章 绪论 第2章 C+类和对象 第3章 继承 第4章 多态性 第5章 模板 第6章 C+常见问题 第7章 Visual C+编程基础 第8章 对话框、常用消息、菜单和工具条 第9章 单文档界面和多文档界面 第10章 图形设备接口 实验 （待安排）,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,4,提纲,类模
2、板及模板类,第五章 模板,ARM Vector Table,FIQ,IRQ,(Reserved),Data Abort,Prefetch Abort,Software Interrupt,Undefined Instruction,Reset,1,3,2,函数模板及模板函数,模板的基本概念,模板设计及应该实例,3,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,5,5.1 模板的基本概念,模板是C+支持多态性的一种工具。 模板将用“类型参数”来完成不同的功能。 使用模板可以让用户得到类或函数声明的一种通用模式。 使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得不同的类型。,让类型成为
3、参数,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,6,5.1.1 模板的概念 所谓模板，其实就是一种使用“数据类型”作为参数来产生一系列函数或类的机制。 模板方便了更大规模的软件开发。 减少了程序员编写代码的工作量。,程序通用性增强,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,7,5.1.2 为何需要使用模板 /求两个整型数的极大值 int GetMax( int a, int b ) return( a b ) ? a : b; /求两个长整型数的极大值 long GetMax( long a, long b ) return( a b ) ? a : b; ,2019/
4、5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,8,/求两个双精度型数的极大值 double GetMax( double a, double b ) return( a b ) ? a : b; /求两个字符型数的极大值 char GettMax( char a, char b ) return( a b ) ? a : b; ,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,9,是否可以将上述四个函数合成为一个函数啦？ /Type用前述的int、long、double、char替换可得到上述四个函数。Type GetMax( Type a, Type b ) return( a b )
5、? a, b; ,难道可以生产函数？,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,10,这实际上就是一种抽象。 可以将数据类型说明为参数，以适用于其他数据类型，这就是模板。 通过模板可以产生类或函数的集合，它们有能力操作不同的数据类型。 因而也就不必要为每一种数据类型设计一个单独的类或函数。,说明了结构相似的类和函数。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,11,模板分为类模板（class template）和函数模板（function template）两种。 在说明了一个函数模板后，当编译系统发现有一个对应的函数调用时，将根据实参中的数据类型来确认是否匹配函数模板
6、中对应的形参，然后生成一个重载函数。,模板函数,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,12,该重载函数的定义体与函数模板的函数定义体相同，但数据类型参数具体化了，称为模板函数（template function）。 同样，在说明了一个类模板之后，可以创建类模板的实例，称为模板类。 实际上，将数据类型作为参数就得到了模板。将参数实例化就得到了模板类或者模板函数。,模板类,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,13,5.2 函数模板及模板函数,函数模板是对一批模样相同的函数的说明描述，它不是某一个具体的函数。 而模板函数则是将函数模板内的“数据类型参数”具体化后得到
7、的重载函数（就是由模板而来的函数）。 从哲学的抽象和具体的角度来说：函数模板是抽象的，而模板函数则是具体的。,“人”和“本.拉登”的区别,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,14,C语言中，使用不同函数名来表达相似功能；而C+中则用函数重载来表达。 而使用函数模板，则只需要一段公共的模板描述代码即可。 函数模板减少了程序员输入代码的工作量，是C+中功能最强的特性之一，是提高软件代码重用率的重要手段之一。,与宏定义的区别？,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,15,5.2.1 函数模板的定义及生成模板函数 函数模板大大增强了函数设计的通用性。 使用函数模板的方
8、法是； 1、先说明函数模板， 2、然后实例化成相应的模板函数， 3、最后才可以调用模板函数，并执行。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,16,函数模板的说明形式一般如下： template （模板函数形参表） /函数定义体 ,注意类型形参和函数形参的位置,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,17,其中，的类型可以是任何类型：包含基本数据类型，和类类型。,每一个类型参数前都需要加前缀class。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,18,函数模板是一组函数的描述，不能直接执行，它需要实例化为模板函数后才能执行。 函数模板并不是一个实实在在的
9、函数。 编译系统不会为它产生任何执行代码。 该定义只是对某类函数的描述。 一旦数据类型形参实例化以后，就产生一个实实在在的模板函数。,实例化？,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,19,例5-1：编写一个对具有n个元素的数组a 求最大值的程序，要求将求最大值的函数设计成函数模板以适应不同的数组元素类型。 smain5_1.cpp,使用函数模板1，数组a的最大值，maxValue 10 使用函数模板1，数组b的最大值，maxValue 9.9 使用函数模板1，数组c的最大值，maxValue c,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,20,注意事项： 函数模板的
10、说明和定义必须在全局作用域。 函数模板不能说明为类的成员函数。 另外，函数模板有一个特点，虽然模板参数T可以实例化成各种类型，但是采用同一模板参数T的各参数之间必须保持完全一致的类型。 另外，模板类型参数不具有隐式类型转换的作用。,隐式类型转换？,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,21,5.2.2 重载函数模板 模板函数也可以重载。匹配过程有以下规定： 1、首先匹配类型完全相同的重载函数。 2、其次，才寻求函数模板来匹配。 例5-2:具有函数模板和同名重载函数的匹配过程 smain5_2.cpp,先重载函数，然后函数模板,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *
11、,22,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,23,使用函数模板1，数组a的最大值，maxValue 10 使用函数模板1，数组b的最大值，maxValue 9.9 使用函数模板1，数组c的最大值，maxValue c 调用int，maxValue 20 调用long，maxValue 201 调用double，maxValue 2 调用函数模板2，maxValue char=A 调用函数模板2，maxValue 10 调用函数模板2，maxValue 11.1 调用函数模板2，maxValue 22 调用函数模板2，maxValue A 调用函数模板2，maxValue 20
12、0 调用函数模板2，maxValue 100,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,24,从运行结果可知：GetMax( 10, 20 )调用直接调用int GetMax( int a, int b )。 注释掉char GetMax( char a, char b )以前，GetMax( A, 2 )调用该重载函数； 注释掉char GetMax( char a, char b )以后， GetMax( A, 2 )调用了模板函数2， 说明在匹配模板函数时，系统不会进行隐式类型转换以匹配重载函数，否则它就应该调用int GetMax( int a, int b )。 GetM
13、ax( 10, 5.0 )调用函数模板2。在重载函数中没有匹配版本，在函数模板中匹配，调用函数模板2。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,25,在例5_3中，将例5_2中函数模板2：“TypeX GetMax( TypeX tX, TypeY tY )”的抽象性降低，观察一下重载函数和函数模板的匹配。smain5_3.cpp,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,26,调用double，maxValue 65 调用double，maxValue 20 调用double，maxValue 200 调用double，maxValue 20.01 调用double
14、，maxValue 20.02 调用double，maxValue 65 调用double，maxValue 100.03 调用double，maxValue 20 调用double，maxValue 20.04 调用double，maxValue 20.05,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,27,在例5_3中，注释掉函数模板2。 从运行结果可知，程序调用了所有类型不匹配的相关函数，这是隐式类型转换的结果。 但是，当将函数模板2放出来以后，凡是两个类型不一致的函数调用都不能够编译通过。 这说明模板参数不具有隐式转换能力。,都不匹配的咋办？,2019/5/30,主讲教师：四
15、川大学计算机学院 *,28,1、第一，利用重载函数来寻找完全匹配重载函数，没有的话转入第二步。 2、第二，利用函数模板来寻找完全匹配项，如没有则报错。,都不匹配的则报错。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,29,思考：在例5_3中，如果再增加如下函数： int GetMax( int a, int b ) cout b ) ? a : b; 程序其余代码不改变，请问会出现什么结果？,GetMax( 10, 5.0 )二义性,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,30,5.3 类模板及模板类,有时候，我们会遇到一些代码相似的类。 ch5_4sclass5_4_
16、T.h ch5_4sclass5_4_T.cpp ch5_4smain5_4.cpp CInteger类和CReal类的声明及其成员函数的实现代码非常相似，这种相似性提供了进一步抽象的可能。 可以定义一种用来生成CInteger类和CReal类的类模板，然后用这个抽象的类模板来生成具体的CInteger类和CReal类。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,31,类模板与函数模板类似，将数据类型定义为参数。 具体化为模板类后，可以用于生成具体对象。 所以类模板描述了代码类似的部分类的集合。,类模板 模板类,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,32,5.3.1
17、 类模板的定义及生成模板类,template class /类说明体 ；template :（形参表） /成员函数1定义体 ,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,33,与函数模板中的意义一样。成员函数定义中的是类型形参的使用。 它不是一个实实在在的类，只是类的描述，称为类模板（class template）。 类模板必须用类型参数将其实例化为模板类后，才能用来生成具体对象。 在形参表中定义的每个类型，也都必须要使用关键词class。 如果类型形参多于一个，则每个形参前都要使用关键词class。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,34,template cl
18、ass TClass / ; 类模板TClass的第三个参数是表达式，而第一和第二个参数是类型参数。,混用。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,35,使用类模板可以说明和定义任何类型的类。 这种类被称为参数化的类。 类是对象的抽象，那么类模板则是类的抽象。,对类的抽象,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,36,例5_5:采用类模板。 s5_5smain5_5.cpp,生产类的工厂？ 生产车间,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,37,例5_5和例5_4程序运行的结果完全相同。 例5_5程序的实现代码却少很多。 例5_5还可以生成其他的很多
19、功能类似的模板类，其适应范围大大增强了，比如：TNumber、TNumber等。 在例5_4的程序中，要生成新类，势必要增加大量代码。 这就是类模板的魅力所在。 类模板就是用来生成类的工具。,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,38,5.3.2 类模板的派生 / 用类模板派生出新的类模板 template class TSet( ) : public TList /派生类类模板定义。 ;,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,39,从模板类派生新类 不同点：从模板类派生，而非从类模板派生。 /用模板类派生派生类 template class TSet( ) :
20、 public TList /派生类模板定义。 ;,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,40,5.4 模板设计应用实例,例5_6，从一个链表类模板派生出了集合类模板。 为了简单，只在表头插入，可以删除指定值的节点，但限定一次只能够删除一个节点。s5_6smain5_6.cpp,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,41,从运行结果看：在集合sIntSet中第二次插入24节点是无效的，而在sIntList中两次插入24都有效。 该程序实现了通过类模板来继承的例子。 从模板类继承的例子： s5_6smain5_6_0.cpp,节点的值依次为： 24; 96; 48; 24; 12; 节点的值依次为： 96; 48; 24; 12; 节点的值依次为： 96; 48; 24; 12; 节点的值依次为： 96; 48; 12;,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,42,习题,课后习题、作业 习题1 习题3 习题4,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,43,测试题,http:/211.83.120.3在线测试,2019/5/30,主讲教师：四川大学计算机学院 *,44,Thanks!,The End,
