Programowanie i struktury danych Programowanie i struktury danych

(1)

Programowanie i struktury danych Programowanie i struktury danych

Wykład 8 Wykład 8

Dr Piotr Cybula <piotr.cybula@wmii.uni.lodz.pl>

(2)

Struktury generyczne Struktury generyczne

Struktura tablicy dynamicznej o wartościach całkowitych:

struct Array { private:

int *array;

int size;

public:

Array(int _size = 10)

{ size = _size; array = new int[size];

} ~Array()

{ if(size > 0) delete [] array;

} int length() const { return size; }

int& operator[](int index) { return array[index]; } };

Array t(5);

t[0] = 7;

(3)

Struktury generyczne Struktury generyczne

Struktura tablicy dynamicznej o wartościach rzeczywistych:

struct Array { private:

float *array;

int size;

public:

{ size = _size; array = new float[size];

} ~Array()

float& operator[](int index) { return array[index]; } };

Array t(5);

t[0] = 7.5;

(4)

Programowanie generyczne Programowanie generyczne

●

realizowane w języku C++ w postaci struktur szablonowych (ang. templates)

●

szablony pozwalają na wielokrotne wykorzystanie istniejącego kodu źródłowego struktury danych dla wielu wersji tej struktury z tym samym interfejsem, ale różnymi typami dla wewnętrznych komponentów

(programowanie generyczne/uogólnione, struktury parametryzowane)

●

słowo kluczowe template jest informacją dla kompilatora, że struktura wykorzystuje nieokreślony typ danych będący parametrem tej struktury

●

podczas konkretyzacji (ang. instantiation) szablonu konkretnym typem kompilator zastępuje każde wystąpienie typu parametrycznego podanym typem i kompiluje strukturę danych (tzw. statyczny polimorfizm)

●

szablony mogą być parametryzowane typami lub wartościami (może być ich

wiele i mogą mieć wartości domyślne)

(5)

Struktura szablonowa Struktura szablonowa

Struktura tablicy dynamicznej będącej szablonem:

template<typename T> struct Array //template structure { private:

T *array; //T is a template parameter being a type int size;

public:

{ size = _size; array = new T[size];

} ~Array()

T& operator[](int index) { return array[index]; } };

Array<int> t1(5); Array<float> t2(10); //instantiations t1[0] = 7; t2[0] = 7.5;

(6)

Parametry szablonu Parametry szablonu

Struktura tablicy dynamicznej będącej szablonem dwuparametrowym:

template<typename T, int size = 10> struct Array //template { private:

T array[size]; //size is a template parameter being a value //size cannot be changed

public:

Array() {}

~Array() {}

int length() const { return size; }

T& operator[](int index) { return array[index]; } };

Array<int, 5> t1; //instantiation, size must be a constant Array<float> t2; //instantiation with default value for size Array<Student, 10> t3; //instantiation with a structure type t1[0] = 7;

t2[0] = 7.5;

cout << t2.length();

t3[0] = Student(”Scott Tiger”);

t3[0].setIndex(12345);

(7)

Metody szablonowe Metody szablonowe

●

przy implementacji metod struktury szablonowej poza strukturą używamy słowa kluczowego template z tymi samymi parametrami szablonu

(implementacja musi nastąpić w pliku nagłówkowym!)

template<typename T, int size>

T& Array<T, size>::operator[](int index) //template method { if(index < 0 || index >= size)

throw range_error("bad index");

return array[index];

}

//the result and the parameter types are templates template<typename T, int size>

Array<T, size>&

Array<T, size>::operator=(const Array<T, size>& arr) { if(this != &arr)

for(int i = 0; i < size; i++) array[i] = arr.array[i];

return *this;

}

(8)

Interfejs szablonu Interfejs szablonu

●

typowe określenie pasujące do szablonu: «przyjmę dowolny typ»

●

czasami implementacja metod szablonu wymusza pewne dodatkowe ograniczenia na przyjmowany typ, np. obecność pewnych metod dla typu będącego parametrem

●

ogólne określenie dla szablonu: «przyjmę dowolny typ wyposażony w ...»

Array<Student> t;

t.print(); //compile-time error, no operator<< for Student //after the declaration of the operator

ostream& operator<<(ostream &out, const Student &s) { ...

return out;

}

Array<Student> t;

t.print(); //OK

(9)

Pola szablonowe Pola szablonowe

template<typename T, int size>

struct NamedArray //structure with template field is template { private:

Array<T, size> array; //template field string name;

public:

NamedArray(string n);

T& operator[](int index);

T sum() const; //T must support operator+

T max() const; //T must support operator<

… //other methods };

NamedArray<float, 3> marks("My marks");

marks[0] = 4.5;

marks[1] = 5.0;

marks[2] = 4.0;

cout << marks.sum() / 3;

cout << marks.max();

cout << marks.length(); //compile-time error, hidden method

(10)

Szablony wielokrotne Szablony wielokrotne

●

struktura szablonowa może być parametryzowana typem szablonowym

●

w wersji kompilatora przed C++11 konieczne jest umieszczenie odstępu pomiędzy kolejnymi ostrymi nawiasami (> > zamiast >>)

//5-item array of 10-item arrays of integers //dynamic size version

Array< Array<int> > t(5);

//static size version

Array< Array<int, 10>, 5> t;

t[0][0] = 5;

cout << t.length();

cout << t[0].length();