Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Липпман.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
14.08.2019
Размер:
7.54 Mб
Скачать

16.3. Функции-члены шаблонов классов

Как и для обычных классов, функция-член шаблона класса может быть определена либо внутри определения шаблона (и тогда называется встроенной), либо вне его. Мы уже встречались со встроенными функциями-членами при рассмотрении шаблона Queue. Например, конструктор Queue является встроенным, так как определен внутри определения шаблона класса:

template <class Type>

class Queue {

// ...

public:

// встроенный конструктор

Queue() : front( 0 ), back( 0 ) { }

// ...


};

При определении функции-члена шаблона вне определения самого шаблона следует применять специальный синтаксис для обозначения того, членом какого именно шаблона является функция. Определению функции-члена должно предшествовать ключевое слово template, за которым следуют параметры шаблона. Так, конструктор Queue можно определить следующим образом:

template <class Type>

class Queue {

public:

Queue();

private:

// ...

};

template <class Type>

inline Queue<Type>::


Queue( ) { front = back = 0; }

За первым вхождением Queue (перед оператором ::) следует список параметров, показывающий, какому шаблону принадлежит данная функция-член. Второе вхождение Queue в определение конструктора (после оператора ::) содержит имя функции-члена, за которым может следовать список параметров шаблона, хотя это и необязательно. После имени функции идет ее определение;. в нем могут быть ссылки на параметр шаблона Type всюду, где в определении обычной функции использовалось бы имя типа.

Функция-член шаблона класса сама является шаблоном. Стандарт C++ требует, чтобы она конкретизировалась только при вызове либо при взятии ее адреса. (Некоторые более старые компиляторы конкретизируют такие функции одновременно с конкретизацией самого шаблона класса.) При конкретизации функции-члена используется тип того объекта, для которого функция вызвана:

Queue<string> qs;

Объект qs имеет тип Queue<string>. При инициализации объекта этого класса вызывается конструктор Queue<string>. В данном случае аргументом, которым конкретизируется функция-член (конструктор), будет string.

Функция-член шаблона конкретизируется только при реальном использовании в программе (т.е. при вызове или взятии ее адреса). От того, в какой именно момент конкретизируется функция-член, зависит разрешение имен в ее определении (см. раздел 16.11) и объявление ее специализации (см. раздел 16.9).

16.3.1. Функции-члены шаблонов Queue и QueueItem

Чтобы понять, как определяются и используются функции-члены шаблонов классов, продолжим изучение шаблонов Queue и QueueItem:

template <class Type>

class Queue {

public:

Queue() : front( 0 ), back ( 0 ) { }

~Queue();

Type& remove();

void add( const Type & );

bool is_empty() const {

return front == 0;

}

private:

QueueItem<Type> *front;

QueueItem<Type> *back;


};

Деструктор, а также функции-члены remove() и add() определены не в теле шаблона, а вне его. Деструктор Queue опустошает очередь:

template <class Type>

Queue<Type>::~Queue()

{

while (! is_empty() )

remove();


}

Функция-член Queue<Type>::add() помещает новый элемент в конец очереди:

template <class Type>

void Queue<Type>::add( const Type &val )

{

// создать новый объект QueueItem

QueueItem<Type> *pt =

new QueueItem<Type>( val );

if ( is_empty() )

front = back = pt;

else

{

back->next = pt;

back = pt;

}


}

Функция-член Queue<Type>::remove() возвращает значение элемента, находящегося в начале очереди, и удаляет сам элемент.

#include <iostream>

#include <cstdlib>

template <class Type>

Type Queue<Type>::remove()

{

if ( is_empty() )

{

cerr << "remove() вызвана для пустой очереди\n";

exit( -1 );

}

QueueItem<Type> *pt = front;

front = front->next;

Type retval = pt->item;

delete pt;

return retval;


}

Мы поместили определения функций-членов в заголовочный файл Queue.h, включив его в каждый файл, где возможны конкретизации функций. (Обоснование этого решения, а также рассмотрение более общих вопросов, касающихся модели компиляции шаблонов, мы отложим до раздела 16.8.)

В следующей программе иллюстрируется использование и конкретизация функции-члена шаблона Queue:

#include <iostream>

#include "Queue.h"

int main()

{

// конкретизируется класс Queue<int>

// оператор new требует, чтобы Queue<int> был определен

Queue<int> *p_qi = new Queue<int>;

int ival;

for ( ival = 0; ival < 10; ++ival )

// конкретизируется функция-член add()

p_qi->add( ival );

int err_cnt = 0;

for ( ival = 0; ival < 10; ++ival ) {

// конкретизируется функция-член remove()

int qval = p_qi->remove();

if ( ival != qval ) err_cnt++;

}

if ( !err_cnt )

cout << "!! queue executed ok\n";

else cerr << "?? queue errors: " << err_cnt << endl;

return 0;


}

После компиляции и запуска программа выводит следующую строку:

!! queue executed ok

Упражнение 16.5

Используя шаблон класса Screen, определенный в разделе 16.2, реализуйте функции-члены Screen (см. разделы 13.3, 13.4 и 13.6) в виде функций-членов шаблона.