Глава 27. ШАБЛОНЫ С++...308

ОГЛАВЛЕНИЕ

        В этой главе...

►Обобщение функции в шаблон 309

►Шаблоны классов 311

►Зачем нужны шаблоны классов 314

►Советы по использованию шаблонов 316

Стандартная библиотека С++ предоставляет программисту множество различных функций. В ней представлены математические функции, функции для работы со временем и датами, функции ввода-вывода, системные функции. Во многих программах в этой книге использованы, например, функции для работы с нуль-завершёнными строками ( эти функции объявлены в заголовочном файле strings.h ). Типы аргументов большинства функций фиксированы. Так, например, оба аргумента функции strcpy( char* , const char* ) являются указателями на нуль-завершённые строки — любые другие типы аргументов для данной функции просто лишены смысла.

Есть функции, которые могут быть применены к различным типам данных. Рассмотрим, например, функцию maximum( ), которая возвращает больший из двух аргументов. Все объявления функции, приведённые в табл. 27.1, имеют смысл.

    Таблица 27.1. Возможные варианты функции maximum( )

    _________________

    Имя функции — Выполняемые действия

    ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

    maximum( int , int ) — Возвращает большее из двух целых чисел

    maximum( unsigned int , unsigned int ) — Возвращает большее из двух беззнаковых целых чисел

    maximum( double , double ) — Возвращает большее из двух чисел с плавающей точкой

    maximum( char , char ) — Возвращает символ, находящийся далее в алфавитном порядке

     ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 

Я бы хотел реализовать функцию maximum( ) для всех четырёх случаев. Само собой, С++ может привести все эти типы к типу double, т.е. мне достаточно разработать функцию maximum ( double , double ), которая удовлетворит все мои потребности. Так ли это? Рассмотрим следующий код.

    /* Прототип функции maximum */

    double maximum( double , double ) ;

    /* Пользовательская функция */

    void fn ( int nArg1 , int nArg2 )

    {

        int nLarger = ( int )maximum( ( double )nArg1 ,

                                   ( double )nArg2 ) ;

        /* ... прочие действия ... */

    } 

_________________

308 стр. Часть 5. Полезные особенности

В такой ситуации целочисленные параметры должны быть сначала приведены к типу double ( с потерей точности ). Функция возвращает значение double, которое теперь надо преобразовать к типу int. Функция может работать и без потери точности, но выполнение всех этих преобразований делает её куда более медленной, чем она могла бы быть. Словом, эта функция в любом случае работает не так, как ожидает ( или надеется ) пользователь.

Конечно, функцию maximum( ) можно просто перегрузить.

    double maximum( double d1 , double d2 )

    {

        if ( d > d2 ) return d1 ;

        return d2 ;

    }

    int maximum( int n1 , int n2 )

    {

        if ( n1 > n2 ) return n1 ;

        return n2 ;

    }

    char maximum( char c1 , char c2 )

    {

        if ( c1 > c2 ) return c1 ;

        return c2 ;

    }

    /* Определения функции для других типов */

Такой подход вполне работоспособен. Теперь С++ выберет наиболее подходящую функцию, а именно — maximum( int , int ). Однако создание одной и той же функции для переменных каждого типа требует массу времени.

Исходный код всех функций maximum( Т , Т ) следует одному и тому же шаблону для всех Т, представляющих числовые типы. Было бы удобно, если бы можно было написать функцию один раз и позволить С++ самостоятельно подставлять в неё нужные типы.