Презентация, доклад на тему Уроки программирования C++. Урок 11. Шаблоны.

введения разного рода общих концепций и простые методы их совместного использования.
Шаблоны обеспечивают непосредственную поддержку обобщенного программирования, то есть программирования с использованием типов в качестве параметров.

допускает использование типа в качестве параметра при определении класса или функции.
Шаблон зависит только от тех свойств параметра-типа, которые он явно использует, и не требует, чтобы различные типы, используемые в качестве аргументов, были связаны каким-либо другим образом.

большую степень общности, гибкости и эффективности, чем большинство других программ.
Каждая существенная абстракция в стандартной библиотеке представлена в виде шаблона (например, string, ostream, complex, list и map), также как и все ключевые операции (например, сравнение строк, оператор вывода << , комплексное сложение, доступ к следующему элементу списка и сортировка).

классом, который хранит символы и предоставляет операции, такие как доступ по индексу, конкатенацию и сравнение, которые мы обычно ассоциируем с понятием «строка».
Мы хотели бы реализовать такое поведение для многих наборов символов.

{
char* str;
int n;
public:
String(),
String(const char*);
String(const String&);
char read(int i) const;
};

если надо использовать wchar_t?
А если мы пишем класс для очереди. Для каждого типов данных исходных элементов писать свой класс?
Как написать общий класс, который позволил бы работать с «любыми» типами данных?

слова template, будь то шаблон функции или шаблон класса.
После ключевого слова template идут угловые скобки — < >, в которых перечисляется список параметров шаблона.
Каждому параметру должно предшествовать зарезервированное слово class или typename.

template

template

о том, что в шаблоне будет использоваться встроенный тип данных, такой как: int, double, float, char и т. д.
Ключевое слово class сообщает компилятору, что в шаблоне функции в качестве параметра будут использоваться пользовательские типы данных, то есть классы.

class String{
Ch* str;
int n;
public:
String(),
String(const Ch*);
String(const String&);
Сh read(int i) const;
// ....
};

Ch> указывает, что объявлен шаблон (template) и что аргумент Сh будет использован в объявлении как тип.
После объявления Сh используется точно также, как имена других типов.
Область видимости Сh простирается до конца объявления, начинающегося с template. Обратите внимание, что template означает, что Сh — это имя пользовательского типа, а не обязательно имя класса

класса, за которым следует тип, помещенный в угловые скобки < >, является именем класса (определяемого шаблоном) и его можно использовать точно также, как имена других классов.
Примеры
String cs;
String us;
String ws;
class Jchar {
// японские символы
};
String js;

специального синтаксиса своего имени String работает точно также, как если бы он был определен как String.


То, что мы сделали String шаблоном, позволит нам реализовать средства, которые мы ввели для строк char, для строк с любыми символами.

#include

#include

предоставляет шаблон класса basic string. В стандартной библиотеке string определен как синоним basic_string:

typedef basic_string string;

шаблона класса, является совершенно нормальным классом.
Поэтому использование шаблона не подразумевает каких-либо дополнительных механизмов времени выполнения сверх тех, что использовались бы для эквивалентного написанного «вручную» класса.

идеей является протестировать конкретный класс, например String, до преобразования его в шаблон (String).
Поступая таким образом, мы решаем многие проблемы проектирования и обнаруживаем большую часть ошибок кода в контексте конкретного примера.

объявляются и определяются точно также, как и для обычного класса.
Член шаблона не обязательно определять внутри самого шаблона.
Члены шаблона класса в свою очередь являются шаблонами, параметризованными при помощи аргументов шаблона.

String{
struct Srep;
Srep *rep;
public:
String(),
String(const Ch*);
String(const String&);
Сh read(int i) const;
// ....
};

template String<Сh>::String()
{
str = new Сh();
n = 0;
}

String{
Ch* str;
int n;
public:
String();
friend istream& operator>> (istream& io, String& str);
friend ostream& operator<< (ostream& io, String& str);
// ....
};

template istream& operator>>(istream& io, String& _str)
{
io >> _str.str;
return io;
}
template ostream& operator<<(ostream& io, String& _str)
{
io << _str.str;
return io;
}

по шаблону класса и аргументу шаблона часто называется инсшанцированием шаблона (template instantiation)
Аналогично, функция генерируется («инстанцируется») из шаблона функции и аргумента шаблона.
Версия шаблона для конкретного аргумента шаблона называется специализацией.

для набора аргументов шаблона является задачей компилятора, а не программиста.

String cs;
void f()
{
String js;
cs = "Какой код сгенерировать, решает компилятор";
}

генерирует объявления для String и String, для их соответствующих типов, для их деструкторов и конструкторов по умолчанию и для присваивания String::operator= (char*) и т.д.

обычными классами, которые подчиняются всем стандартным правилам для классов.
Аналогично, сгенерированные функции являются обычными функциями, которые подчиняются всем стандартным правилам для функций.