Шаблоны - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Шаблоны. Доклад-сообщение содержит 35 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Тема 15 Шаблоны

Слайд 2

Описание слайда:

Зачем нужны шаблоны? Сильно типизированный язык , такой, как C++, создает препятствия для реализации совсем простых функций. Реализация таких функций должна быть многократно повторена для различных типов, хотя алгоритм остаётся одним и тем же. int Min(int a, int b ) { return a < b ? a : b; } Эта функция неприменима к типу double: cout << Min(4.5, 6); результат: 4

Слайд 3

Описание слайда:

Решение проблемы: перегруженные функции int Min(int a, int b ) { return a < b ? a : b; } double Min(double a, double b ) { return a < b ? a : b; } long long Min(long long a, long long b ) { return a < b ? a : b; } и т.д.

Слайд 4

Описание слайда:

Преимущества и недостатки этого подхода Преимущество: возможность реализовать особенности работы с определёнными типами const char* Min(const char* a, const char* b ) { return strcmp(a, b)<0 ? a : b; } Недостатки: дублирование кода; невозможно реализовать функцию (особенно стандартную) для абсолютно всех типов данных, которые потребуются в дальнейшем.

Слайд 5

Описание слайда:

Решение проблемы: использование макросов #define Min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) Недостатки: одинаковая реализация для всех типов; это – не вызов функции, а текстовая подстановка, так что выражения будут рассчитываться дважды. int p=6; std::cout << Min(p++, 8); Результат вывода – 7, поскольку вторая строка преобразуется в строку std::cout << ((p++) < (8) ? (p++) : (8));

Слайд 6

Описание слайда:

Определение шаблона Шаблон – это реализация функции или класса для типов, которые передаются в шаблон в качестве параметров Синтаксис задания шаблона функции: template <параметры_шаблона> реализация_функции ; // объявление или определение Категории параметров шаблона: параметры-типы class имя_параметра typename имя_параметра параметры-переменные тип имя_параметра

Слайд 7

Описание слайда:

Задание шаблона для функции min() template <class Type> Type Min(Type a, Type b) { return a < b ? a : b; } или template <typename T> T Min(T a, T b) { return a < b ? a : b; } Использование шаблона: cout << Min(5, 8); // результат - 5 cout << Min(5.4, 3.8); // результат – 3.8 cout << Min("Serge", "Kashkevich"); // неверный результат - Serge

Слайд 8

Описание слайда:

Реализация шаблонов При компиляции текста шаблона проводится лишь синтаксический анализ заголовка, программный код не генерируется; генерация программного кода выполняется при его вызове. При этом определяются значения параметров-типов и для каждого нового параметра-типа строится свой экземпляр шаблона. Такой механизм называется инстанциацией (конкретизацией) шаблона.

Слайд 9

Описание слайда:

Ошибки компиляции при использовании шаблонов Ошибки компиляции возможны при использовании недопустимых синтаксических конструкций в заголовке шаблона или функции: template <typename Type> Type Min( Type a, Type b )) { return a < b ? a: b; } Эта ошибка обнаружится всегда, даже если нет ни одной конкретизации шаблона.

Слайд 10

Описание слайда:

Ошибки компиляции при использовании шаблонов Ошибки компиляции возможны при использовании недопустимых синтаксических конструкций в тексте функции: template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a? b; } Эта ошибка обнаружится при первой же конкретизации шаблона.

Слайд 11

Описание слайда:

Ошибки компиляции при использовании шаблонов Ошибки компиляции возможны при использовании недопустимых синтаксических конструкций в процессе конкретизации шаблона: template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a: b; } Эта ошибка обнаружится при конкретизации шаблона для типа, у которого не определена операция «меньше». Person p1(”John”), p2(”Richard”); … Person p3(Min(p1, p2)); // Ошибка!

Слайд 12

Описание слайда:

Явное и неявное указание параметров при конкретизации шаблонов cout << Min(2, 4) << endl; Создаётся неявная конкретизация для типа int cout << Min(2.8, 4.7) << endl; Создаётся неявная конкретизация для типа double cout << Min(2LL, 4LL) << endl; Создаётся неявная конкретизация для типа long long

Слайд 13

Описание слайда:

Явное и неявное указание параметров при конкретизации шаблонов cout << Min(2, 4.7) << endl; Ошибка компиляции: error C2782: 'Type Min(Type,Type)' : template parameter 'Type' is ambiguous Исправление ошибки: Первый способ: cout << Min((double)2, 4.7) << endl; Второй способ: cout << Min <double>(2, 4.7) << endl;

Слайд 14

$Специализация шаблонов (определение) В некоторых случаях имеется специальная информация о типе, позволяющая написать более эффективную функцию, чем конкретизированная по шаблону. А иногда общее определение, предоставляемое шаблоном, для некоторого типа просто не работает. Явное определение специализации – это такое определение, в котором за ключевым словом template следует пара угловых скобок <>, а за ними – определение специализированного шаблона: template <> тип_возврата функция <параметры шаблона> (параметры_функции) {реализация}$

Описание слайда:

Специализация шаблонов (определение) В некоторых случаях имеется специальная информация о типе, позволяющая написать более эффективную функцию, чем конкретизированная по шаблону. А иногда общее определение, предоставляемое шаблоном, для некоторого типа просто не работает. Явное определение специализации – это такое определение, в котором за ключевым словом template следует пара угловых скобок <>, а за ними – определение специализированного шаблона: template <> тип_возврата функция <параметры шаблона> (параметры_функции) {реализация}

Слайд 15

Описание слайда:

Специализация шаблонов (часть 1) cout << Min("Serge", "Kashkevich"); // неверный результат – Serge // Причина: выполняется сравнение указателей, // а не сравнение строк Первый вариант решения: перегрузка функции Min template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a: b; } const char* Min(const char* a, const char* b ) { return strcmp(a, b)<0 ? a : b; }

Слайд 16

Описание слайда:

Специализация шаблонов (часть 2) cout << Min("Serge", "Kashkevich"); // неверный результат – Serge // Причина: выполняется сравнение указателей, // а не сравнение строк Второй вариант решения: специализация Min для типа const char * template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a: b; } template <> const char* Min <const char*> (const char* a, const char* b ) { return strcmp(a, b)<0 ? a : b; }

Слайд 17

$Специализация шаблонов (ограничения) Специализация шаблона должна быть определена до конкретизации! template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a: b; } void my_func() { … cout << Min("Serge", "Kashkevich"); … } // компилятор ещё не видит, что была выполнена // специализация! template <> const char* Min <const char*> (const char* a, const char* b ) { return strcmp(a, b)<0 ? a : b; }$

Описание слайда:

Специализация шаблонов (ограничения) Специализация шаблона должна быть определена до конкретизации! template <typename Type> Type Min( Type a, Type b ) { return a < b ? a: b; } void my_func() { … cout << Min("Serge", "Kashkevich"); … } // компилятор ещё не видит, что была выполнена // специализация! template <> const char* Min <const char*> (const char* a, const char* b ) { return strcmp(a, b)<0 ? a : b; }

Слайд 18

Описание слайда:

Пример шаблона с параметрами-типами и параметрами-переменными Функция находит минимальный элемент в массиве, размер которого задаётся параметром шаблона (так делать категорически не рекомендуется!): template <class Type, int size> Type Min( Type *arr) { Type m = arr[0]; for (unsigned i=1; i<size; i++) if (m>=arr[i]) m = arr[i]; return m; } Конкретизация: int M[50]; //заполнение массива M cout << Min <int, 10> (M);

Слайд 19

Описание слайда:

Для чего нужны шаблоны классов? Наиболее очевидное использование - адаптивные объекты памяти или контейнеры. Вернёмся к примеру из предыдущих лекций: typedef int InfoType; class LQueue { … } Преимущества: легко переходить к другому типу хранимых данных. Недостатки: невозможно в одном приложении организовать очереди для различных типов; не для всех типов данных такая реализация работает

Слайд 20

$Описание шаблона класса template <параметры_шаблона> class имя_класса{ … }; … template <параметры_шаблона> реализация_методов; Реализация метода: template <параметры_шаблона> тип_возврата имя_класса<значения_параметров_шаблона> ::имя метода { … } В параметрах шаблона, в отличие от шаблонов функций, могут быть заданы значения по умолчанию!$

Описание слайда:

Описание шаблона класса template <параметры_шаблона> class имя_класса{ … }; … template <параметры_шаблона> реализация_методов; Реализация метода: template <параметры_шаблона> тип_возврата имя_класса<значения_параметров_шаблона> ::имя метода { … } В параметрах шаблона, в отличие от шаблонов функций, могут быть заданы значения по умолчанию!

Слайд 21

$Описание очереди через шаблон #ifndef __LQueue_defined__ #define __LQueue_defined__ #include <iostream> using namespace std; template <typename InfoType = int> class LQueue { … }; #endif$

Описание слайда:

Описание очереди через шаблон #ifndef __LQueue_defined__ #define __LQueue_defined__ #include <iostream> using namespace std; template <typename InfoType = int> class LQueue { … }; #endif

Слайд 22

Описание слайда:

Реализация отдельных методов очереди

Слайд 23

Описание слайда:

Особенности работы с типом const char *

Слайд 24

Описание слайда:

Общий шаблон для метода Pop()

Слайд 25

Описание слайда:

Специализация метода Pop() для класса const char *

Слайд 26

Описание слайда:

Конструктор QItem и его специализация для класса const char *

Слайд 27

Описание слайда:

Особенности компоновки проекта при создании шаблона классов Шаблоны компилируются только в момент их конкретизации, и разнесение реализации класса и его использования в различные файлы без связи друг с другом становится невозможным. Возможные способы решения этой проблемы: дать пользователю класса описание шаблонов в исходных текстах; реализовать собственные классы на основе шаблонов для наиболее употребимых типов.

Слайд 28

Описание слайда:

Особенности доступа к элементам очереди Оператор [] возвращает ссылку на хранящийся в очереди элемент, позволяя его изменять. Для типа char * это может привести к изменению указателя. Следствия: утечка памяти; доступ к памяти, выделенной вне класса. Следовательно, этот оператор нельзя применять для указанного типа.

Слайд 29

Описание слайда:

Решение возникшей проблемы запрет выполнения оператора [] для класса const char *; Предоставление вместо этого метода SetByIndex для выполнения замены строк Кроме того, имеет смысл написать защищённый метод, возвращающий указатель на элемент очереди с указанным индексом.

Слайд 30

Описание слайда:

Метод PtrByIndex()

Слайд 31

Описание слайда:

Вызовы метода PtrByIndex() из открытых методов

Слайд 32

Описание слайда:

Специализация метода SetByIndex()

Слайд 33

Описание слайда:

Оператор typeid() Оператор typeid имеет две формы: typeid(выражение) typeid(тип) Он создаёт объект класса type_info с информацией о типе операнда. Пример использования typeid: cout << typeid(”Hello, world!”).name() << endl; // Результат – ”char const [14]”