C++ 函数模板和排序的函数模板——学习笔记

上一篇 / 下一篇  2009-06-20 15:42:22 / 个人分类:C/C++


我们在使用重载函数时,只是使用了函数名,而函数体还是得分别定义,在C++中函数模板为我们很好的解决了这个问题.
1.函数模板的声明
函数模板可以用来创建一个通用的函数,以支持多种不同的形参,避免重载函数的函数体重复设计。它的最大特点是把函数使用的数据类型作为参数。
函数模板的声明形式为:
template<typename 数据类型参数标识符>
<返回类型><函数名>(参数表)
{
    函数体
}
其中,template是定义模板函数的关键字;template后面的尖括号不能省略;typename(或class)是声明数据类型参数标识符的关键字,用来说明它后面的标识符是数据类型标识符。这样,在以后定义的这个函数中,凡希望根据实参数据类型来确定数据类型的变量,都可以用数据类型参数标识符来说明,从而使这个变量可以适应不同的数据类型。例如:
template<typename T>
T func(T x, int y)
{
    T x;
    //……
}
函数模板只是声明了一个函数的描述即模板,不是一个可以直接执行的函数,只有根据实际情况用实参的数据类型代替类型参数标识符之后,才能产生真正的函数。
关键字typename也可以使用关键字class,这时数据类型参数标识符就可以使用所有的C++数据类型。
2.模板函数的生成
函数模板的数据类型参数标识符实际上是一个类型形参,在使用函数模板时,要将这个形参实例化为确定的数据类型。将类型形参实例化的参数称为模板实参,用模板实参实例化的函数称为模板函数。模板函数的生成就是将函数模板的类型形参实例化的过程。
使用中应注意的几个问题:
⑴ 函数模板允许使用多个类型参数,但在template定义部分的每个形参前必须有关键字typename或class,即:
template<class 数据类型参数标识符1,…,class 数据类型参数标识符n>
<返回类型><函数名>(参数表)
{
     函数体
}
⑵ 在template语句与函数模板定义语句之间不允许有别的语句。如下面的声明是错误的:
template<class T>
int I;
T min(T x,T y)
{
   函数体
}
⑶ 模板函数类似于重载函数,但两者有很大区别:函数重载时,每个函数体内可以执行不同的动作,但同一个函数模板实例化后的模板函数都必须执行相同的动作
       3. 函数模板的异常处理
 
 函数模板中的模板形参可实例化为各种类型,但当实例化模板形参的各模板实参之间不完全一致时,就可能发生错误,C++中,函数模板与同名的非模板函数重载时,应遵循下列调用原则:
• 寻找一个参数完全匹配的函数,若找到就调用它。若参数完全匹配的函数多于一个,则这个调用是一个错误的调用。
• 寻找一个函数模板,若找到就将其实例化生成一个匹配的模板函数并调用它。
• 若上面两条都失败,则使用函数重载的方法,通过类型转换产生参数匹配,若找到就调用它。
•若上面三条都失败,还没有找都匹配的函数,则这个调用是一个错误的调用。
在前期做了一份sort(),qsort()的用法分析,链接如下:
但是qsort()需要自己编写一个比较器函数,同时不支持C++集合类,那么就可以自己编写一个模板函数来实现.
4.排序函数模板的实现
该函数模板使用冒泡法对集合元素进行排序,参数说明:
     collection        集合对象,集合对象必须提供 [] 操作。
     element          集合元素,该参数的作用仅仅是确定集合元素类型,参数的值没有用,建议取集合的第一个元素。集合元素必须提供复制、赋值和比较操作。
      count            集合元素的数目
      ascend          表明排序时使用升序(true)还是降序(false)
    该函数模板支持C++数组以及MFC集合CStringArray、CArray。
代码如下:
template  <typename COLLECTION_TYPE,typename ELEMENT_TYPE>  
  void   BubbleSort(COLLECTION_TYPE collection[],ELEMENT_TYPE element,int count,bool ascend=true)  
  {  
   int j,element_flag;
   int k=count-1;
   while(k>0)
   {
        element_flag=0;
        for(j=element;j<k;j++)
          {
            if(ascend)
             {
               if(collection  [j]   >   collection [j+1])
               {
                    COLLECTION_TYPE temp=collection  [j];  
                    collection [j]   =  collection  [j+1];  
                    collection  [j+1]   =   temp; 
                    element_flag=j;
               }
             }
           else
           {
               if(collection  [j]   <  collection [j+1])
                {
                     COLLECTION_TYPE temp=collection  [j];  
                     collection [j]   =  collection  [j+1];  
                     collection  [j+1]   =   temp; 
                     element_flag=j;
    
                 }
            }
         }
    k=element_flag;
    }
}  
利用它对整型数组进行排序,
int ArrayInt[]={29,12,4,34,56,0,8,6,18,32};
BubbleSort(ArrayInt,0,10,false);//如果省去false讲按默认的true排列
对整数集合按升序排序: 
CArray <int, int> collectionInt;
      collectionInt.Add(34);
      collectionInt.Add(90);
      collectionInt.Add(6);
      collectionInt.Add(91);
      collectionInt.Add(37);
      collectionInt.Add(21);
      collectionInt.Add(187);
      BubbleSort(collectionInt, collectionInt[0],collectionInt.GetSize());
对字符串数组的排列:
string arrayString[4] = {"jackjones", "lee", "levi's","boss"};
BubbleSort(arrayString,0,4,false);

对一个字符串集合按降序排序: 
      CStringArray collectionString;
      collectionString.Add("jackjones");
      collectionString.Add("lee");
      collectionString.Add("levi's");
      collectionString.Add("boss");
      BubbleSort(collectionString, collectionString[0],collectionString.GetSize(), false);
 
 
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