Kỹ thuật lập trình C/C++-Chương:Lập trình khái quát với hàm

Chia sẻ: Nguyễn Kim Thành | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

106
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đôi khi ta muốn viết một lầnnhưng có thể tạo ra các hàm với tham số thuộc nhiều kiểu khác nhau, thay vì phải viết chồng nhiều hàm tương tự nhau.Khuôn mẫu hàm (function template): là khái niệm giúp định nghĩa những hàm mà chưa xác định kiểu của các tham số.Có thể hiểu là viết gộp chung các hàm chồng giống nhau về mặt thuật toán. Kiểu của các tham số là tham số của khuôn mẫu

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật lập trình C/C++-Chương:Lập trình khái quát với hàm

Lập trình khái quát với hàm (function templates) EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 1 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Khái niệm Đôi khi ta muốn viết một lần nhưng có thể tạo ra các hàm  với tham số thuộc nhiều kiểu khác nhau, thay vì phải viết chồng nhiều hàm tương tự nhau int max(int a, int b) { return a>b ? b:a; }  double max(double a, double b) { return a>b ? b:a; } float max(float a, float b) { return a>b ? b:a; }  lập trình ở mức độ khái quát cao hơn: coi kiểu của biến cũng là tham số (type parameterization) Khuôn mẫu hàm (function template): là khái niệm giúp  định nghĩa những hàm mà chưa xác định kiểu của các tham số Có thể hiểu là viết gộp chung các hàm chồng giống nhau về mặt  thuật toán Kiểu của các tham số là tham số của khuôn mẫu  EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 2 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Định nghĩa hàm khái quát Ví dụ 1:  template  void swap(T& a, T& b) { T c = a; a = b; b = c; } T được giả định là kiểu của các tham số a, b và biến c  T sẽ được xác định khi gọi hàm  T là tham số của khuôn mẫu, trong khi a, b là tham số của hàm  Ví dụ 2:  template  void push(Containter& s, Object o) {...} Có thể dùng từ khoá “typename” thay vì “class”  template  void swap(T& a, T& b) {...} EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 3 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Gọi hàm khái quát Gọi với kiểu tường minh:  max(a, b);  max(x, y); swap(s1, s2); swap(p1, p2); push(l, st); Gọi với kiểu ngầm định:  int a, b;  double x, y; b); //  max(a, b); max(a, y); //  max(x, y); max(x, x); //  lỗi max(a, EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 4 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Chồng hàm khái quát Các khuôn mẫu hàm cũng có thể được định nghĩa  chồng template T max(T a, T b) { ... }  template T max(T a, T b, T c) { ... } template T max(T* arr, int n) { ... } Gọi hàm chồng  max(10, 20);  max('c', 'f'); max(1.5, 2.1, 3.14); max("1un34k", 6); EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 5 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Cá biệt hoá hàm khái quát Có thể định nghĩa các phiên bản cho trường hợp riêng  của một hàm khái quát template T max(T a, T b) {  return a>b ? b:a; } template std::string max(std::string s1, std::string s2) { return s1.compare(s2) == 1 ? s1:s2; } Cá biệt hoá không hoàn toàn  template  void push(Containter& s, Object o) {...} template void push(Stack& s, Object o) { ... } EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 6 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Không chỉ khái quát hoá kiểu của tham số… Khái quát hoá kiểu trả về  template  Product makeProd(Worker& w) { w.work(); return w.getResult(); } Khái quát hoá kiểu của biến cục bộ  template  void forEach(const List& l) { Iterator i = l.first(); for (; i!=l.last(); i = i.next()) doSmth(i.get()); } EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 7 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Tham số của khuôn mẫu không chỉ là kiểu... Có thể là các giá trị  sử dụng giá trị đó như hằng  template  Object* makeArray() { return new Object[N]; } string* p1 = makeArray(); SinhVien* p2 = makeArray(); Cả giá trị và kiểu cùng là tham số  template  T range(T t) { return tmax ? max : t); } y = range (x); b = range (a); EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 8 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Lưu ý khi dùng các hàm khái quát Phần thực thi của các khuôn mẫu hàm chỉ thực sự được biên dịch  khi có thông tin về kiểu  nếu viết khuôn mẫu hàm trong thư viện thì cả nguyên mẫu và phần thực thi của hàm đều viết trong file .h (có thể viết riêng phần thực thi ra một file khác rồi include vào file .h) Khi sử dụng tham số thuộc kiểu gì thì trình biên dịch mới sinh ra hàm  tương ứng với kiểu tham số đó int a = 10, b = 20;  swap(a, b); //  sinh ra: void swap(int&, int&) {...} swap(x, y); //  void swap(float&, float&) {...} Có thể khi dùng ở trường hợp cụ thể mới phát sinh lỗi cú pháp  template T divide(T a, T b)  { return a/b; } double z = divide(1.5, 0.5); // OK const char* c = divide("ssss", "dddd"); // lỗi EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 9 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Lập trình khái quát với lớp (class templates) EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 10 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Khái niệm Tương tự với hàm, các lớp cũng có thể được khái quát  hoá  khuôn mẫu lớp Lớp được khai báo sử dụng những kiểu chưa xác định  và được tham số hoá template  class Array { private: int N; Object* p; public: void setAt(int i, Object o) {...} Object& operator[](int i) {...} ... }; EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 11 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Phương thức bên ngoài khuôn mẫu lớp template template Array::~Array() class Array { { delete[] p; } private: int N; template Object* p; void Array:: public: setAt(int i, Object o) Array(int N); { p[i] = o; } ~Array(); void setAt(int i, Object o); template int length() const; int Array::length() const Object& operator[](int i); { return N; } }; template template Object& Array:: Array::Array(int N) { operator[](int i) this->N = N; { return p[i]; } p = new Object[N]; } Các phương thức ở ngoài được khai báo tương tự như các khuôn  mẫu hàm EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 12 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Sử dụng đối tượng của lớp khái quát Ví dụ:  Array a(10);  for (int i=0; i
Hàm bạn và lớp bạn Bạn riêng của từng lớp tương ứng  template  class Array { ... friend void sort(Array& a); friend class Serializer; }; Bạn chung của tất cả các lớp  template  class A { ... friend void func1(); template friend int func2(); friend class B; }; EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 14 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Cá biệt hoá lớp khái quát template class Map {  ... Data find(Key k); }; // cá biệt hoá hoàn toàn template class Map { ... int find(int k); }; // cá biệt hoá không hoàn toàn template class Map { ... Data find(int k); }; EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 15 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Giá trị mặc định của tham số khuôn mẫu Các tham số của khuôn mẫu lớp có thể có giá trị mặc  định template  class Pool { ... }; //  Pool p1; Pool p1; Pool p2; //  Pool p2 Pool p3; Chú ý: chỉ khuôn mẫu lớp mới có giá trị mặc định của  tham số, khuôn mẫu hàm không có EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 16 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Biến static của lớp khái quát Mỗi lớp được sinh ra từ khuôn mẫu có biến static riêng   template class smartptr { ... static smartptr nullptr; }; template static smartptr smartptr::nullptr; smartptr p1 = smartptr::nullptr; smartptr p2 = smartptr::nullptr; Tương tự với các phương thức static  EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 17 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội
Các lớp khái quát liên quan template class Iterator;  template class List { ... Iterator begin() { ... } Iterator end() { ... } }; template class Iterator { ... T& getData() { ... } Iterator next() { ... } }; List l; ... Iterator i; for (i = l.begin(); i != l.end(); i = i.next()) cout
Bài tập Viết hàm nhập dữ liệu cho mảng có kiểu bất kỳ 1. Viết hàm sắp xếp một mảng bất kỳ theo 2 cách: (C) sử dụng một 2. hàm so sánh làm cơ sở cho thứ tự sắp xếp, (C++) dùng template void sortC(void* a, int n, int size, int (*compare)(void*, void*)); template void sortCpp(T* a, int n); Viết lớp Stack cho phép chứa dữ liệu kiểu bất kỳ mà không cần 3. dùng con trỏ void* Sửa lại lớp DSLK cho phép chứa dữ liệu kiểu bất kỳ 4. Sửa lại lớp Iterator cho DSLK ở trên 5. Sửa lớp Vector cho phép làm việc với cả dữ liệu float và double 6. Sửa lớp String cho phép làm việc với cả chuỗi ASCII (char) và 7. Unicode (wchar_t) EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2011/2012 19 Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội