29. Применение шаблонов классов и шаблонов функций.

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 = size - 1; i > 0; i--)

for (int j = i; j > 0; 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.

[править]

Пример использования

Простейшим примером служит определение минимума из двух величин.

Если a меньше b то вернуть а, иначе - вернуть b

В отсутствие шаблонов программисту приходится писать отдельные функции для каждого используемого типа данных. Хотя многие языки программирования определяют встроенную функцию минимума для элементарных типов (таких как целые и вещественные числа), такая функция может понадобится и для сложных (например «время» или «строка») и очень сложных («игрок» в онлайн-игре) объектов.

Так выглядит шаблон функции определения минимума:

template< typename T >

T min( T a, T b )

{

return a < b ? a : b;

}

Для вызова этой функции можно просто использовать её имя:

min( 1, 2 );

min( 'a', 'b' );

min( string( "abc" ), string( "cde" ) );

[править]

Вызов шаблонной функции

Вообще говоря, для вызова шаблонной функции, необходимо указать значения для всех параметров шаблона. Для этого после имени шаблона указывается список значений в угловых скобках:

int i[5] = { 5, 4, 3, 2, 1 };

sort< int >( i, 5 );

char c[] = "бвгда";

sort< char >( c, strlen( c ) );

sort< int >( c, 5 ); // ошибка: у sort< int > параметр int[] а не char[]

char *ReadString = read< 20 >();

delete [] ReadString;

ReadString = read< 30 >();

Для каждого набора параметров компилятор генерирует новый экземпляр функции. Процесс создания нового экземпляра называется инстанцированием шаблона.

В примере выше компилятор создал две специализации шаблона функции sort (для типов char и int) и две — шаблона read (для значений BufferSize 20 и 30). Последнее скорее всего расточительно, так как для каждого возможного значения параметра компилятор будет создавать новые и новые экземпляры функций, которые будут отличаться лишь одной константой.

Шаблоны классов

В классе, реализующем связный список целых чисел, алгоритмы добавления нового элемента списка, поиска нужного элемента не зависят от того, что элементы списка — целые числа. Те же алгоритмы применялись бы и для списка символов, строк, дат, классов игроков, и так далее.

template< class T >

class List

{

/* ... */

public:

void Add( const T& Element );

bool Find( const T& Element );

/* ... */

};

[править]

Использование шаблонов

Для использования шаблона класса, необходимо указать его параметры:

List<int> li;

List<string> ls;

li.Add( 17 );

ls.Add( "Hello!" );