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2016最新計(jì)算機(jī)二級C++考點(diǎn)解析「模板」

　　9.1 函數(shù)模板

　　1　函數(shù)模板的概念、定義與應(yīng)用

　　函數(shù)模板是一系列相關(guān)函數(shù)的模型或樣板，這些函數(shù)的源代碼形式相同，只是所針對的數(shù)據(jù)類型不同。對于函數(shù)模板，數(shù)據(jù)類型本身成了它的參數(shù)，因而是一種參數(shù)化類型的函數(shù)。聲明一個(gè)函數(shù)模板的格式是：

　　template　　模板形參表聲明　　　函數(shù)聲明

　　其中的　模板形參表聲明　是由一個(gè)或多個(gè)　模板形參　組成(如果是多個(gè)，需要用逗號隔開)。每個(gè)　模板形參　具有下面幾種形式：

　　(1)typename　參數(shù)名

　　(2)class　參數(shù)名

　　(3)　類型修飾　　參數(shù)名

　　這里的　參數(shù)名　可以是任意的標(biāo)識符。在這三種形式中，前兩種是等價(jià)的：在聲明模板參數(shù)時(shí)，關(guān)鍵字typename與class可以互換。用typename或class聲明的參數(shù)稱為虛擬類型參數(shù);而用　類型修飾　聲明的參數(shù)則挑為常規(guī)參數(shù)，在形式上與普通的函數(shù)參數(shù)聲明相同。格式中的　函數(shù)聲明　與一般函數(shù)的聲明類似，只是某些類型修飾符被虛擬類型參數(shù)所替代。

　　2　模板實(shí)參的省略

　　在調(diào)用一個(gè)模板函數(shù)時(shí)，編譯系統(tǒng)需要足夠的信息來判別每個(gè)虛擬類型參數(shù)所對應(yīng)的實(shí)際類型，可以從兩個(gè)不同的渠道獲得這樣的信息：從模板實(shí)參表(用　和　括起來的參數(shù)表)或從模板函數(shù)實(shí)參表(用(和)括起來的參數(shù)表)，模板實(shí)參的信息優(yōu)先于函數(shù)實(shí)參的信息。如果從后者獲得的信息已經(jīng)能夠判定其中部分或全部虛擬類型參數(shù)所對應(yīng)的實(shí)際參數(shù)，而且它們又正好是參數(shù)表中最后的若干參數(shù)，則模板實(shí)參表中的那幾個(gè)參數(shù)可以省略。如果模板實(shí)參表中的實(shí)參都被省略了，則連空表　　也可以不要。因此，若x和y都是unsigned型，則addTo　unsigned　(x，y，9)、addT　　(x、y、9)和addTo(x，y，9)三者是等價(jià)的。反之，對于某個(gè)模板實(shí)參，如果從模板函數(shù)的實(shí)參表中無法獲得同樣的信息，就不能省略;或者雖然能夠獲得同樣的信息，但在它后面還有其他不能省略的實(shí)參，則其自身還是不能省略。

　　下面列舉幾種模板實(shí)參不能省略的情況。

　　(1)從模板函數(shù)實(shí)參表獲得的信息矛盾。

　　(2)需要獲得特定類型的返回值，而不管參數(shù)的類型如何。

　　(3)虛擬類型參數(shù)沒有出現(xiàn)在模板函數(shù)的形參表中。

　　(4)函數(shù)模板含有常規(guī)形參。

　　3　函數(shù)模板的定制

　　對不同的數(shù)據(jù)類型在處理形式上的統(tǒng)一性是建立模板的基礎(chǔ)。但是，這種統(tǒng)一性是相對的，個(gè)別數(shù)據(jù)類型有可能比較特殊，在處理形式上與大多數(shù)數(shù)據(jù)類型不一致。針對這樣的特殊情況，可以通過重載模板函數(shù)進(jìn)行定制。這樣把重載的模板稱為補(bǔ)充模板，相應(yīng)地，原模板則稱為主模板。

　　9.2 類模板

　　1　類模板的概念、定義與應(yīng)用

　　類模板就是一系列相關(guān)類的模型或樣板，這些類的成員組成相同，成員函數(shù)的源代碼形式相同，所不同的只是所針對的類型(成員的類型以及成員函數(shù)的參數(shù)和返回值的類型)。對于類模板，數(shù)據(jù)類型本身成了它的參數(shù)，因而是一種參數(shù)化類型的類，是類的生成器。類模板中聲明的類稱為模板類。

　　聲明一個(gè)類模板的格式是：

　　template　　模板形參表聲明　　　類聲明

　　模板形參表聲明　是由一個(gè)或多個(gè)模板形參組成;與一般的類聲明的不同之處在于，這里的　類聲明　要用　模板形參表聲明　中聲明的虛擬類型參數(shù)來修飾它的某些成員，使模板類獨(dú)立于任何具體的數(shù)據(jù)類型。

　　在模板外對成員函數(shù)的聲明格式是：

　　template　模板形參表聲明

　　返回類型　　類名　　　模板形參表　�。海骸『瘮�(shù)名　(　函數(shù)形參表　)　函數(shù)體

　　其中模板形參表就是由模板形參表聲明中聲明的參數(shù)名組成的序列。應(yīng)注意，類模板的成員函數(shù)都是模板函數(shù)，因此在模板外聲明成員函數(shù)的格式與聲明普通模板函數(shù)十分相似。

　　用類模板定義對象的格式是：

　　類名　　　模板實(shí)參表　　　對象名　;

　　或

　　類名　　　模板實(shí)參表　　　對象名　(　構(gòu)造函數(shù)實(shí)參表　);

　　在定義對象的過程中，編譯系統(tǒng)會自動地根據(jù)需要生成相應(yīng)的類定義，這種依據(jù)類模板生成類定義的過程稱為類模板的實(shí)例化。類模板實(shí)例所生成的每一個(gè)類定義就是相應(yīng)類模板的一個(gè)實(shí)例。

　　在用類模板定義對象時(shí)，由于沒有像函數(shù)實(shí)參表這樣的額外信息渠道，因此無法按函數(shù)模板的方式省略模板實(shí)參。但是，可以為類模板的參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值。具體地說，在定義類模板時(shí)，可以為模板形參表聲明的最后若干個(gè)參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值;而這些有默認(rèn)值的參數(shù)中，最后的若干個(gè)對應(yīng)實(shí)參可以在定義對象時(shí)省略。

　　3　類模板的派生與繼承

　　一談到繼承總涉及到兩個(gè)類：基類和派生類，它們中任何一個(gè)都有可能是模板類，或模板類的實(shí)例。下面列出常見的幾種情況。

　　(1)普通類繼承類模板的一個(gè)實(shí)例。

　　可以通過繼承類模板的一個(gè)實(shí)例來聲明一個(gè)類。

　　(2)模板類繼承普通類。

　　在聲明一個(gè)類模板時(shí)，應(yīng)盡可能將類模板中與虛擬類型參數(shù)無關(guān)的成員剝離出來，構(gòu)成一個(gè)普通類，作為類模板的基類。因此，類模板繼承普通類的情況是十分常見的。

　　(3)模板類繼承模板類。

　　可以通過繼承一個(gè)模板類來聲明一個(gè)類模板。

　　(4)模板類繼承模板參數(shù)給出的基類。

　　模板的派生甚至可以繼承一個(gè)未知的基類。也就是說，繼承哪個(gè)基類由模板參數(shù)決定。

　　3　類模板的定制

　　與函數(shù)模板類似，類模板有時(shí)也需要定制，以適應(yīng)某些特殊情況。類模板的定制也是通過定義補(bǔ)充模板實(shí)現(xiàn)的，稱為模板的特例化，每個(gè)補(bǔ)充模板就是主模板的一個(gè)特例。