10 . Шаблоны ( пример template)

Параметризированный класс представляет собой некоторый шаблон (template), определяющий правила построения отдельного класса из множества разрешенных. Рассмотрим пример шаблона для построения стека (Stack) элементов типа Type:

template <class Type> class Stack{ Type *top, *sp; // указатели на начало и текущее состояние стека int size; // размер стека public: Stack(int n) {top=sp=new Type[size=n]; } ~Stack() {delete[] top; } // Операция += перегружается как операция “заталкивания” в стек; // cerr - стандартный поток для вывода сообщений об ошибках на дисплей void operator+=(Type v) { if (size>sp-top) *sp++=v; else cerr<<“Error\n”; } // Операция --перегружается как операция извлечения из стека Type operator--() { if (sp==top){ cerr<<“Error:\t”; return *sp; } return *--sp; } };

Имея шаблон, можно объявить стек с любым типом элементов:

void main () { Stack <int>si(2); // Объявление стека целых размером 2 si+=100; // Целое заталкивается в стек si +=234; si+=567; // Ошибка-результат Error cout<<--si<<endl; // Извлекается 234 cout<<--si<<endl; // Извлекается 100 cout<<--si<<endl; // Ошибка - результат Error:100 }

Здесь методами класса являются встроенные функции. Если бы их определяли вне класса, то следовало бы их записать как параметризированные функции:

template <class Type> Type Stack<Type>:: operator--() { if (sp==top){ cerr<<“Error:\t”; return *sp; } return *--sp; } template <class Type> void Stack<Type>:: operator+=(Type v) { if (size>sp-top) *sp++=v; else cerr<<“Error\n”; } )

Параметром шаблона, который передается в конструируемый класс, является Type. Его значением может быть не только встроенный, но и введенный пользователем тип. Для того, чтобы построить, например, стек комплексных чисел, надо описать в программе соответствующий класс, а затем объявить Stack<Complex>ss(3);

К параметризированным классам примыкают контейнеры классов. Контейнер – множество классов, которые отличаются только типами используемых в них данных; контейнеры содержат типовые структуры и типовые операции над данными, входящими в эти структуры. В библиотеке системы Borland C++ содержатся контейнеры, которые включают бинарные деревья, кэш-таблицы, списки, векторы, массивы, очереди, словари, множества и стеки.

Из этих структур можно конструировать классы с различными типами данных. Ниже приведена программа построения массива объектов типа double c использованием класса TSArrayAsVector, для которого задан шаблон в библиотеке системы.

#include <iostream.h>

#include <classlib\arrays.h>

void main(void){

TSArrayAsVector<double>a(10); // a - контейнер объектов типа double, //10 - число объектов в контейнере;объекты в контейнере отсортированы

double j;

for(int i=0; i<10; i++){

cin>>j;

a.Add(j); } // добавление объектов в контейнер

for (i=0; i<10; i++)

cout<<a[i]<<'\t';

}

В общем случае конструктор TSArrayAsVector имеет следующий вид:

TSArrayAsVector(int upper, int lower=0,int delta=0),

где upper – верхняя граница индекса, lower - нижняя его граница , delta – приращение числа объектов. Если в предыдущем примере записать ненулевое приращение, например, объявить a(10,0,10), то после введения 10-го объекта в массив автоматически добавится еще 10 полей для новых объектов. Это позволяет решать проблему расширения массивов и не требует оценки размера массива на этапе проектирования программы.