16.6. Шаблоны функций

Понятие шаблона функции

Параметризация определений функций позволяет сократить трудоемкость программирования и повысить лаконичность текста.

Механизм шаблонов – средство построения обобщенных определений функций, независимых от используемых типов данных. Их использование избавляет от необходимости дублировать код функции для различных типов

данных, составляющих их параметры и возвращаемые результаты. Это позволяет снять достаточно жесткие ограничения, накладываемые механизмом взаимосвязи между формальными параметрами и фактическими

данных на основе определения шаблона автоматическиИпорождает соответствующие экземпляры или «представители» функций.

Пусть нужно написать код для определения максимального из пар значений х и у для разных типов зн чений для этой пары: например,

целочисленные данные и пара вещественных д нных.

. . .

Идентификаторы функций и их код дублируются, различие только в типах параметров и возвращаемого результата.

2. Вторая возможность – воспользоваться макросом: #define Max(x, y) ((x>y) ? x : y )

В этом случае недостатки:

– снижается надежность, т.к. при использовании макросов не работает проверка типов аргументов;

178

– данная подстановка будет выполнена во всех местах, где встретится

Max;

– в данной ситуации лучше воспользоваться механизмом шаблонов, основанном на параметризации. Данная параметризация осуществляется при помощи обобщенного определения этой функции шаблоном (template), в котором тип параметров определяют символическим идентификатором (например буквой).

Компилятор, проанализировав передаваемые в функцию аргументы, а именно – их типы, сгенерирует код нужной функции, заменив символическое имя типа параметров на конкретный тип.

template <class T>

void f2(T par, int x, int y) {

код функции f2

}

3. Шаблон может иметь несколько параметризованных параметров с разными символическими идентификаторами:

template <class T2, class T1> void f3(T1 par1, T2 par2) {

179

код функции f3

}

Порядок следования ID параметров в заголовке функции может отличаться от их декларации в шаблоне.

Использование шаблона функций не требует специальных действий от программиста, т.к. компилятор автоматически формирует требуемый операцией вызова экземпляр кода по набору типов аргументов, которые передаются в функцию. То есть шаблон функции не является ее экземпляром. Только при обращении к функции с аргументами конкретного типа происходит генерация конкретной функции.

Пример нахождения максимума для разных типов аргументов:

обычных функций, на распознавании компилятором различий в списках их параметров.

Кроме того, т.к. код шаблона не меняется, лучше его оформлять отдельным заголовочным файлом, а в функции, которая его использует, подключать его на этапе препроцессорной обработки.

Приведем пример перегрузки шаблонов, состоящей из ограничения использования функции mах для некоторых типов аргументов.

Перегрузка шаблона создается путем явного его определения (специализированная функция) для конкретного типа данных.

180

Например, для строк шаблон-функция mах не подходит, так как все операции над строками производятся только при помощи библиотечных функций, декларированных в заголовочном файле string.h.

Шаблон функции поиска максимума будет иметь следующий вид:

char s1[]=”one”, s2[]=”two”;

printf(“\n a=%d, b=%d, max=%d \n”, a, b, max(a, b)); printf(“\n c1=%c, c2=%c, max=%c \n”, c1, c2, max(c1, c2)); printf(“\n s1=%s, s2=%s, max=%s \n”, s1, s2, max(s1, s2));

}

181

При построении шаблонов функций, они, как правило, декларируются прототипами, а в программе определяются в произвольном порядке.

Рассмотрим пример нахождения максимального значения в массивах с

другими шаблонами.

4. Перегрузкой функций называется использование нескольких функций с одним именем и различными типами параметров.

182