Cara Menggunakan Template C++

pengantar

Dalam pemrograman C++ dasar, tipe data, e.g., int atau char, harus ditunjukkan dalam deklarasi atau definisi. Nilai seperti 4 atau 22 atau -5 adalah int. Nilai seperti 'A' atau 'b' atau 'c' adalah char. Mekanisme template memungkinkan programmer untuk menggunakan tipe generik untuk satu set tipe aktual. Misalnya, programmer dapat memutuskan untuk menggunakan pengenal T untuk int atau char. Algoritma C++ mungkin memiliki lebih dari satu tipe generik. Dengan, katakanlah, T untuk int atau char, U dapat berdiri untuk tipe float atau pointer. Kelas, seperti kelas string atau vektor, seperti tipe data, dan objek yang dipakai seperti nilai tipe data, yang merupakan kelas yang ditentukan. Jadi, mekanisme template juga memungkinkan programmer untuk menggunakan pengidentifikasi tipe generik untuk satu set kelas.

Template C++ membuat algoritme yang tidak bergantung pada jenis data yang digunakan. Jadi, algoritma yang sama, dengan banyak kemunculan dari tipe yang sama, dapat menggunakan tipe yang berbeda pada eksekusi yang berbeda. Entitas variabel, fungsi, struct, dan kelas dapat memiliki template. Artikel ini menjelaskan cara mendeklarasikan template, cara mendefinisikan template, dan cara menerapkannya di C++. Anda seharusnya sudah memiliki pengetahuan tentang entitas yang disebutkan di atas untuk memahami topik yang dibahas dalam artikel ini.

Jenis

skalar

Jenis skalar adalah void, bool, char, int, float, dan pointer.

Kelas sebagai Tipe

Kelas tertentu dapat dianggap sebagai tipe dan objeknya sebagai nilai yang mungkin.

Tipe generik mewakili satu set tipe skalar. Daftar jenis skalar sangat luas. Jenis int, misalnya, memiliki jenis terkait lainnya, seperti int pendek, int panjang, dll. Tipe generik juga dapat mewakili satu set kelas.

Variabel

Contoh deklarasi dan definisi template adalah sebagai berikut:

templat
Tpi = 3.14;

Sebelum melanjutkan, perhatikan bahwa pernyataan semacam ini tidak dapat muncul di fungsi main() atau cakupan blok apa pun. Baris pertama adalah deklarasi template-head, dengan nama tipe generik yang dipilih programmer, T. Baris berikutnya adalah definisi pengidentifikasi, pi, yang merupakan tipe generik, T. Presisi, apakah T adalah int atau float atau tipe lainnya, dapat dilakukan dalam fungsi C++ main() (atau fungsi lainnya). Presisi seperti itu akan dilakukan dengan variabel pi, dan bukan T.

Baris pertama adalah deklarasi template-head. Deklarasi ini dimulai dengan kata yang dicadangkan, templat, dan kemudian kurung sudut terbuka dan tertutup. Di dalam kurung sudut, setidaknya ada satu pengidentifikasi tipe generik, seperti T, di atas. Mungkin ada lebih dari satu pengidentifikasi tipe generik, dengan masing-masing didahului oleh kata khusus, nama ketik. Tipe generik seperti itu di posisi itu disebut parameter templat.

Pernyataan berikut dapat ditulis dalam main() atau fungsi lainnya:

cout << pi << '\n';

Dan fungsinya akan menampilkan 3.14. ekspresi pi memutuskan tipe T yang tepat untuk variabel pi. Spesialisasi memutuskan tipe data tertentu untuk parameter template. Instansiasi adalah proses internal C++ untuk membuat tipe tertentu, seperti float, dalam hal ini. Jangan bingung antara membuat parameter template dan membuat instance kelas. Dalam topik template, banyak tipe data dapat memiliki satu nama tipe generik, sementara banyak kelas dapat memiliki satu nama kelas generik. Namun, nama kelas generik untuk kelas hanya disebut sebagai kelas, dan bukan sebagai nama kelas. Juga, nilai adalah tipe data, seperti int, karena objek yang dipakai adalah untuk kelas, seperti kelas String.

Pada spesialisasi, tipe data yang dipilih, seperti float, ditempatkan dalam kurung sudut setelah variabel. Jika ada lebih dari satu parameter template dalam deklarasi template-head, akan ada jumlah tipe data yang sesuai dalam urutan yang sama dalam ekspresi spesialisasi.

Pada spesialisasi, sebuah tipe dikenal sebagai argumen template. Jangan bingung antara ini dan argumen fungsi untuk pemanggilan fungsi.

Jenis Default

Jika tidak ada tipe yang diberikan pada spesialisasi, tipe default diasumsikan. Jadi, dari ekspresi berikut:

templat
U pi = "cinta";
tampilan dari:
cout << pi<> << '\n';

adalah "cinta" untuk penunjuk konstan ke char. Perhatikan dalam deklarasi bahwa U = const char*. Kurung sudut akan kosong pada spesialisasi (tidak ada jenis yang diberikan); tipe aktual dianggap sebagai pointer const ke char, tipe default. Jika beberapa tipe lain diperlukan pada spesialisasi, maka nama tipe akan ditulis dalam tanda kurung siku. Ketika tipe default diinginkan pada spesialisasi, pengulangan tipe dalam kurung sudut adalah opsional, i.e., kurung sudut dapat dibiarkan kosong.

Catatan: tipe default masih dapat diubah pada spesialisasi dengan memiliki tipe yang berbeda.

struktur

Contoh berikut menunjukkan bagaimana parameter template dapat digunakan dengan struct:

templat usia struktur

T Yohanes = 11;
T Petrus = 12;
T Maria = 13;
T Sukacita = 14;
;

Ini adalah usia siswa di kelas (kelas). Baris pertama adalah deklarasi template. Tubuh dalam kawat gigi adalah definisi sebenarnya dari template. Usia dapat ditampilkan dalam fungsi main() dengan yang berikut:

usia kelas 7;
cout << grade7.John << " << grade7.Mary << '\n';

Outputnya adalah: 11 13. Pernyataan pertama di sini melakukan spesialisasi. Perhatikan cara pembuatannya. Itu juga memberi nama untuk objek struct: grade7. Pernyataan kedua memiliki ekspresi objek struct biasa. Sebuah struct seperti sebuah kelas. Di sini, Ages seperti nama kelas, sedangkan grade7 adalah objek dari kelas (struct).

Jika beberapa usia adalah bilangan bulat dan yang lainnya adalah float, maka struct membutuhkan dua parameter umum, sebagai berikut:

templat usia struktur

T Yohanes = 11;
U Petrus = 12.3;
T Maria = 13;
U Sukacita = 14.6;
;

Kode yang relevan untuk fungsi main() adalah sebagai berikut:

usia kelas 7;
cout << grade7.John << " << grade7.Peter << '\n';

Outputnya adalah: 11 12.3. Pada spesialisasi, urutan tipe (argumen) harus sesuai dengan urutan tipe generik dalam deklarasi.

Deklarasi template dapat dipisahkan dari definisi, sebagai berikut:

templat usia struktur

T Yohanes;
U Petrus;
T Maria;
Anda Sukacita;
;
usia kelas7 = 11, 12.3, 13, 14.6;

Segmen kode pertama adalah murni deklarasi template (tidak ada tugas). Segmen kode kedua, yang hanya merupakan pernyataan, adalah definisi pengidentifikasi, grade7. Sisi kiri adalah deklarasi pengidentifikasi, grade7. Sisi kanan adalah daftar penginisialisasi, yang memberikan nilai yang sesuai ke anggota struct. Segmen kedua (pernyataan) dapat ditulis dalam fungsi main(), sedangkan segmen pertama tetap berada di luar fungsi main().

Non-Tipe

Contoh tipe non-data termasuk int, pointer ke objek, pointer ke fungsi, dan tipe otomatis. Ada non-tipe lain, yang tidak dibahas dalam artikel ini. Non-tipe seperti tipe yang tidak lengkap, yang nilainya diberikan nanti dan tidak dapat diubah. Sebagai parameter, itu dimulai dengan non-tipe tertentu, diikuti oleh pengidentifikasi. Nilai pengenal diberikan kemudian, pada spesialisasi, dan tidak dapat diubah lagi (seperti konstanta, yang nilainya diberikan kemudian). Program berikut menggambarkan hal ini:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat usia struktur

T John = N;
U Petrus = 12.3;
T Maria = N;
U Sukacita = 14.6;
;
int utama()

usia kelas 7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';
kembali 0;

Pada spesialisasi, tipe pertama, int, dalam kurung sudut ada lebih untuk formalitas, untuk memastikan bahwa jumlah dan urutan parameter sesuai dengan jumlah dan urutan tipe (argumen). Nilai N telah diberikan pada spesialisasi. Outputnya adalah: 11 14.6.

Spesialisasi Sebagian

Mari kita asumsikan bahwa sebuah template memiliki empat tipe generik dan bahwa, di antara empat tipe tersebut, ada kebutuhan untuk dua tipe default. Ini dapat dicapai dengan menggunakan konstruksi spesialisasi parsial, yang tidak menggunakan operator penugasan assignment. Jadi, konstruksi spesialisasi parsial memberikan nilai default ke subset tipe generik generic. Namun, dalam skema spesialisasi parsial, diperlukan kelas dasar (struct) dan kelas spesialisasi parsial (struct). Program berikut mengilustrasikan ini untuk satu tipe generik dari dua tipe generik:

#termasuk
menggunakan namespace std;
//kelas templat dasar
templat
usia struktur

;
//spesialisasi parsial
templat
usia struktur

T1 Yohanes = 11;
mengapung Petrus = 12.3;
T1 Maria = 13;
mengapung Sukacita = 14.6;
;
int utama()

usia kelas 7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';
kembali 0;

Identifikasi deklarasi kelas dasar dan definisi kelas parsialnya. Deklarasi template-head dari kelas dasar memiliki semua parameter umum yang diperlukan. Deklarasi template-head dari kelas spesialisasi parsial hanya memiliki tipe generik. Ada satu set tambahan kurung sudut yang digunakan dalam skema yang muncul tepat setelah nama kelas dalam definisi spesialisasi parsial. Inilah yang sebenarnya melakukan spesialisasi parsial. Ini memiliki tipe default dan tipe non-default, dalam urutan yang ditulis di kelas dasar. Perhatikan bahwa tipe default masih dapat diberikan tipe yang berbeda dalam fungsi main().

Kode yang relevan dalam fungsi main() dapat berupa sebagai berikut:

usia kelas 7;
cout << grade7.John << " << grade7.Joy << '\n';

Outputnya adalah: 11 14.6.

Paket Parameter Template

Paket parameter adalah parameter templat yang menerima nol atau lebih tipe generik templat untuk tipe data yang sesuai. Parameter paket parameter dimulai dengan nama jenis atau kelas kata yang dicadangkan. Ini diikuti oleh tiga titik, dan kemudian pengidentifikasi untuk paket. Program berikut mengilustrasikan bagaimana paket parameter template dapat digunakan dengan struct:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat usia struktur

int Yohanes = 11;
mengapung Petrus = 12.3;
int Maria = 13;
mengapung Sukacita = 14.6;
;
int utama()

usia kelasB;
cout << gradeB.John << " << gradeB.Mary << '\n';
usia kelasC;
cout << gradeC.Peter << " << gradeC.Joy << '\n';
usia bertingkat;
cout << gradeD.John << " << gradeD.Joy << '\n';
Usia<> kelasA; //seperti default
cout << gradeA.John << " << gradeA.Joy << '\n';
kembali 0;

Outputnya adalah:

11 13
12.3 14.6
11 14.6
11 14.6

Template Fungsi

Fitur template yang disebutkan di atas berlaku dengan cara yang mirip dengan fungsi template. Program berikut menunjukkan fungsi dengan dua parameter template generik dan tiga argumen:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat void func (T tidak, U cha, const char *str )

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

int utama()

func(12, '$', "500");
kembali 0;

Outputnya adalah sebagai berikut:

Ada 12 buku senilai $500 di toko.

Pemisahan dari Prototipe

Definisi fungsi dapat dipisahkan dari prototipenya, seperti yang ditunjukkan oleh program berikut:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat void func (T tidak, U cha, const char *str );
templat void func (T tidak, U cha, const char *str )

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

int utama()

func(12, '$', "500");
kembali 0;

Catatan: Deklarasi template fungsi tidak dapat muncul di fungsi main() atau fungsi lainnya other.

kelebihan beban

Overloading dari fungsi yang sama dapat terjadi dengan deklarasi template-head yang berbeda. Program berikut menggambarkan hal ini:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat void func (T tidak, U cha, const char *str )

cout << "There are " << no << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

templat void func (T tidak, const char *str )

cout << "There are " << no << " books worth $" << str << " in the store." << '\n';

int utama()

func(12, '$', "500");
fungsi(12, "500");
kembali 0;

Outputnya adalah:

Ada 12 buku senilai $500 di toko.

Template Kelas

Fitur template yang disebutkan di atas berlaku dengan cara yang mirip dengan template kelas. Program berikut adalah deklarasi, definisi, dan penggunaan kelas sederhana:

#termasuk
menggunakan namespace std;
kelas TheCla

publik:
int nomor;
karakter statis;
void func (char cha, const char *str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

static void fun (char ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;
int utama()

Objek Kla;
obj.jumlah = 12;
obj.func('$', "500");
kembali 0;

Outputnya adalah sebagai berikut:

Ada 12 buku senilai $500 di toko.

Program berikut adalah program di atas dengan deklarasi template-head:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat kelas TheCla

publik:
T nomor;
statis U ch;
void func (U cha, const char *str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

kesenangan kekosongan statis (U ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;
int utama()

TheCla obj;
obj.jumlah = 12;
obj.func('$', "500");
kembali 0;

Alih-alih nama jenis kata dalam daftar parameter templat, kelas kata dapat digunakan. Perhatikan spesialisasi dalam deklarasi objek. Outputnya masih sama:

Ada 12 buku senilai $500 di toko.

Memisahkan Deklarasi

Deklarasi template kelas dapat dipisahkan dari kode kelas, sebagai berikut:

templat kelas TheCla;
templat kelas TheCla

publik:
T nomor;
statis U ch;
void func (U cha, const char *str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

kesenangan kekosongan statis (U ch)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << '\n';

;

Berurusan dengan Anggota Statis

Program berikut menunjukkan cara mengakses anggota data statis dan fungsi anggota statis:

#termasuk
menggunakan namespace std;
templat kelas TheCla

publik:
T nomor;
statis U ch;
void func (U cha, const char *str)

cout << "There are " << num << " books worth " << cha << str << " in the store." << '\n';

kesenangan kekosongan statis (U cha)

jika (ch == 'a')
cout << "Official static member function" << cha << '\n';

;
templat U TheCla::ch = 'a';
int utama()

TheCla::menyenangkan('.');
kembali 0;

Menetapkan nilai ke anggota data statis adalah deklarasi dan tidak bisa di main(). Perhatikan penggunaan dan posisi tipe generik dan tipe generik data dalam pernyataan penugasan. Selain itu, perhatikan bahwa fungsi anggota data statis telah dipanggil di main(), dengan tipe data templat yang sebenarnya. Outputnya adalah sebagai berikut:

Fungsi anggota statis resmi.

kompilasi

Deklarasi (header) dan definisi template harus dalam satu file. Artinya, mereka harus berada dalam unit terjemahan yang sama.

Kesimpulan

Template C++ membuat algoritme independen dari jenis data yang digunakan. Entitas variabel, fungsi, struct, dan kelas dapat memiliki template, yang melibatkan deklarasi dan definisi. Membuat template juga melibatkan spesialisasi, yaitu ketika tipe generik mengambil tipe aktual. Deklarasi dan definisi template harus berada dalam satu unit terjemahan.