C++类模板_编写c++的软件

1. 定义类模板

        程序清单类模板-1列出了类模板和成员函数模板，明确这些模板不是类和成员函数定义很重要，因为它们是C++编译指令，说明了如何生成类和成员函数定义。

        不能将模板成员函数放在独立的实现文件中，由于模板不是函数，它们不能单独编译，模板必须与特定的模板实例化请求一起使用。因此，最简单的方式是将所有模板信息放在一个头文件中，并再要使用这些模板的文件中包含该头文件。

//程序清单 类模板-1 //stacktp.h #ifndef STACKTP_H_ #define STACKTP_H_ template<class Type> class Stack { private: enum {MAX = 10}; //Stack类拥有的常量 Type items[MAX]; int top; public: Stack(); bool isempty(); bool isfull(); bool push(const Type& item); //add item to stack bool pop(Type& item); //pop top into item }; template<class Type> Stack<Type>::Stack() { top = 0; } template<class Type> bool Stack<Type>::isempty() { return top == 0; } template<class Type> bool Stack<Type>::isfull() { return top == MAX; } template<class Type> bool Stack<Type>::push(const Type& item) { if(top < MAX) { items[top++] = item; return true; } else return false; } template<class Type> bool Stack<Type>::pop(Type& item) { if(top > 0) { item = items[--top]; return true; } else return false; } #endif

注意模板成员函数定义与类模板声明一起放在模板的头文件中。

2. 使用模板类

        仅在程序中包含模板并不能生成模板类，必须请求实例化，必须显式地提供所需的类型。

Stack<int> kernels; Stack<std::string> colonels;

3. 深入探讨模板类

        正确使用指针栈的方法之一是，让调用程序提供一个指针数组，其中每个指针都指向不同的字符串。注意，栈的任务是管理指针，不是创建指针。程序清单类模板-2重新定义了Stack<Type>类，使Stack构造函数能够接受一个可选大小的参数。这涉及到在内部使用动态数组，因此Stack类需要包含一个析构函数、一个复制构造函数和一个赋值运算符。

//程序清单 类模板-2 //stcktp1.h #ifndef STCKTP1_H_ #define STCKTP1_H_ template<class Type> class Stack { private: enum {SIZE = 10}; //默认大小 int stacksize; Type* items; int top; public: explicit Stack(int ss = SIZE); Stack(const Stack& st); ~Stack() { delete[] items; } bool isempty() { return top == 0; } bool isfull() { return top == stacksize; } bool push(const Type& item); bool pop(Type& item); Stack& operator=(const Stack& st); }; template<class Type> Stack<Type>::Stack(int ss): stacksize(ss), top(0) { item = new Type[stacksize]; } template<class Type> Stack<Type>::Stack(const Stack<Type>& st) { stacksize = st.stacksize; top = st.top; items = new Type[stacksize]; for(int i = 0; i < top; i++) { items[i] = st.items[i]; } } template<class Type> bool Stack<Type>::push(const Type& item) { if(top < stacksize) { items[top++] = item; return true; } return false; } template<class Type> bool Stack<Type>::pop(Type& item) { if(top > 0) { item = items[--top]; return true; } return false; } template<class Type> Stack<Type>& Stack<Type>::operator=(const Stack<Type>& st) { if(this == &st) return *this; delete[] items; stacksize = st.stacksize; top = st.top; items = new Type[stacksize]; for(int i = 0; i < top; i++) { items[i] = st.items[i]; } return *this; } #endif

程序清单类模板-3使用了这个Stack模板类。

//程序清单 类模板-3 //stkoptr1.cpp #include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> #include "stcktp1.h" const int Num = 10; int main() { std::srand(std::time(0)); std::cout << "Please enter stack size: "; int stacksize; std::cin >> stacksize; //create an empty stack with stacksize siots Stack<const char*> st(stacksize); //in basket const char* in[Num] = { " 1: Hank Gilgamesh", " 2: Kiki Ishtar", " 3: Betty Rocker", " 4: Ian Flagranti", " 5: Wolfgang Kibble", " 6: Portia Koop", " 7: Joy Almondo", " 8: Xaverie Paprika", " 9: Juan Moore", " 10: Misha Mache" }; //out basket const char* out[Num]; //类型为const char*，因为指针数组被初始化为一组字符串常量 int processed = 0; int nextin = 0; while(processed < Num) { if(st.isempty()) st.push(in[nextin++]); else if(st.isfull()) st.pop(out[processed++]); else if(std::rand() % 2 && nextin < Num) st.push(in[nextin++]); else st.pop(out[processed++]); } for(int i = 0; i < Num; i++) { std::cout << out[i] << std::endl; } std::cout << "Bye\n"; return 0; }

4. 数组模板示例和非类型参数

        模板常用作容器类。

        自己设计一个允许指定数组大小的简单数组模板。一种方法是在类中使用动态数组和构造函数参数来提供元素数目，例如程序清单类模板-2；另一种方法是使用模板参数来提供常规数组的大小，C++11新增的模板array就是这样做的，程