第八课 泛型编程简介

数据结构课程的特点：

　　专注于数据元素之间的关系

　　专注于特定结构之上的算法

数据结构课程并不关注数据元素的具体类型

既然数据结构只关心数据元素之间的关系，我们只需要抽象的考虑数据元素之间的关系以及算法，不用关心具体的数据类型，因此，支持泛型编程的语言最适合数据结构的学习。因此，我们重点关注C++中的模板编程。

不考虑数据类型的编程方式：

C++中的函数模板：

template<typename T>是C++中特有的声明函数模板的方式。

函数模板的语法规则：

有了template <typename T>的声明，编译器就知道T是一个类型，就会把它当做一个类型处理。

函数模板的使用：

自动类型推导调用

具体类型显式调用

　　int a = 0;

　　int b = 1;

　　Swap(a, b); //自动推导

　　float c = 2;

　　float d = 3;

　　Swap<float>(c, d);  //显式调用

 函数模板示例程序如下：

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
    T t = a;
    a = b;
    b = t;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 2;
    int b = 1;

    Swap(a, b);

    cout << "a = " << a << " " << "b = " << b << endl;

    double c = 0.01;
    double d = 0.02;

    Swap<double>(c, d);

    cout << "c = " << c << " " << "d = " << d << endl;
    return 0;
}

运行结果如下：

使用模板我们不必指明具体类型，因此，学习数据结构时，我们完全可以用一个模板描述一个具体的算法。调用的时候再指定处理元素的具体类型。

C++中的类模板：

类模板的应用：

　　只能显式指定具体类型，无法自动推导。

　　使用具体类型<Type>定义对象。

　　Operator<int> op1;

　　Operator<double> op2;

　　int i = op1.op(1, 2);

　　double d  = op2.op(0.01, 0.02);

类模板示例程序如下：

#include <iostream>

using namespace std;


template <typename T>
class Op
{
public:
    T process(T v)
    {
        return v * v;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Op<int> opInt;
    Op<double> opDouble;

    cout << "5 * 5 = " << opInt.process(5) << endl;
    cout << "0.3 * 0.3 = " << opDouble.process(0.3) << endl;

    return 0;
}

执行结果如下：

小结：

　　模板是泛型编程理论在C++中的实现

　　函数模板支持参数的自动推导和显式指定

　　类模板在使用时只能显式指定类型

　　类模板非常适用于编写数据结构相关的代码