8. Поняття шаблону функцій.

Шабло́ны (англ. template) — средство языка C++, предназначенное для кодирования обобщённых алгоритмов, без привязки к некоторым параметрам (например, типам данных, размерам буферов, значениям по умолчанию).

В C++ возможно создание шаблонов функций и классов.

Шаблоны позволяют создавать параметризованные классы и функции. Параметром может быть любой тип или значение одного из допустимых типов (целое число, enum, указатель на любой объект с глобально доступным именем). Например, нам нужен какой-то класс:

class SomeClass{

int SomeValue;

int SomeArray[20];

...

}

Для одной конкретной цели мы можем использовать этот класс. Но, вдруг, цель немного изменилась, и нужен еще один класс. Теперь нужно 30 элементов массиваSomeArray и вещественный тип SomeValue и элементов SomeArray. Тогда мы можем абстрагироваться от конкретных типов и использовать шаблоны с параметрами. Синтаксис: в начале перед объявлением класса напишем слово template и укажем параметры в угловых скобках. В нашем примере:

template < int ArrayLength, typename SomeValueType > class SomeClass{

SomeValueType SomeValue;

SomeValueType SomeArray[ ArrayLength ];

...

}

Тогда для первой модели пишем:

SomeClass < 20, int > SomeVariable;

для второй:

SomeClass < 30, double > SomeVariable2;

Хотя шаблоны предоставляют краткую форму записи участка кода, на самом деле их использование не сокращает исполнимый код, так как для каждого набора параметров компилятор создаёт отдельный экземпляр функции или класса.

Шаблоны функций

Синтаксис описания шаблона

Шаблон функции начинается с ключевого слова template, за которым в угловых скобках следует список параметров. Затем следует объявление функции:

template< typename T >

void sort( T array[], int size ); // прототип: шаблон sort объявлен, но не определён

template< typename T >

void sort( T array[], int size ) // объявление и определение

{

T t;

for (int i = 0; i < size - 1; i++)

for (int j = size - 1; j > i; j--)

if (array[j] < array[j-1])

{

t = array[j];

array[j] = array[j-1];

array[j-1] = t;

}

}

template< int BufferSize > // целочисленный параметр

char* read()

{

char *Buffer = new char[ BufferSize ];

/* считывание данных */

return Buffer;

}

Ключевое слово typename появилось сравнительно недавно, поэтому стандарт[1] допускает использование class вместо typename:

template< class T >

Вместо T допустим любой другой идентификатор.

8. Перевантаження та спеціалізація шаблону функцій.

Перегрузка шаблонов функций

Шаблоны функций можно перегружать точно так же, как обычные функции. Два шаблона могут иметь одно и то же имя, если их можно различить по списку параметров, например:

// Возвращает больший из двух аргументов.

template <class Т> Т Мах(Т а, Тb) {

return а > b? а : b;

// Возвращает наибольший элемент массива. template <class Т> Т Мах(Т аrr[], size_t size)

(

Т maxVal = arr[0] ;

for(int i=l; i<size; i++) if (arr[i] > maxVal) maxVal = arr[i];

return maxVal;

}

Специализация шаблона функции

Несколько напоминает перегрузку шаблонов ситуация, когда определяется обычная функция, имя которой совпадает с именем шаблона и список параметров которой соответствует шаблону с некоторым специфическим набором фактических типов. Такую функцию называют специализированной функцией шаблона. Этот прием применяют, когда для некоторого типа или набора типов общий шаблон работать не будет.

Допустим, мы хотим, чтобы шаблон Мах()из последнего примера порождал функцию для двух аргументов-строк, которая возвращала бы большую из них (в смысле алфавитного порядка). Функция Мах (char*, char*), порожденная из первого шаблона, сравнивала бы адреса строк вместо их содержимого. Поэтому нужно определить отдельную функцию Мах (char*, char*):

char *Max(char *a, char *b) {

return strcmp(a, b) > 0? а : b;

}

Когда компилятор встречает вызов какой-то функции, для его разрешения он следует такому алгоритму:

• Сначала ищется обычная функция с соответствующими параметрами.

• Если таковой не найдено, компилятор ищет шаблон, из которого можно было бы генерировать функцию с точным соответствием параметров.

• Если этого сделать невозможно, компилятор вновь рассматривает обычные функции на предмет возможных преобразований типа параметров.