數組類模板（四十九）

        之前我們學習了類模板，今天我們來看看數組類模板。模板參數可以是數值型參數（非類型參數），如下

        使用數值型模板參數是有限制的，如：a> 變量不能作為模板參數；b> 浮點數不能作為模板參數；c> 類對象不能作為模板參數。其本質是模板參數是在編譯階段被處理的單元，因此在編譯階段必須準確無誤的唯一確定。

        下來我們用函數模板來實現一個面試題：用最高效的方法求 1+2+3+...+N 的值。

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T, int N >
void Func()
{
    T a[N] = {0};
    
    for(int i=0; i<N; i++)
    {
        a[N] = i + 1;
    }
    
    for(int i=0; i<N; i++)
    {
        cout << a[i] << endl;
    }
}

template
< int N >
class Sum
{
public:
    static const int VALUE = Sum<N-1>::VALUE + N;
};

template
< >
class Sum < 1 >
{
public:
    static const int VALUE = 1;
};

int main()
{
    cout << "1+2+3+...+10 = " << Sum<10>::VALUE << endl;
    cout << "1+2+3+...+100 = " << Sum<100>::VALUE << endl;
    
    return 0;
}

        我們通過用函數模板來實現遞歸的定義，遞歸的出口為它的完全特化為 1 時。下來我們來看看編譯結果

        我們看到已經實現了這個功能。下來我們再來實現數組類的模板

Array.h 源碼

#ifndef _ARRAY_H_
#define _ARRAY_H_

template
< typename T, int N >
class Array
{
    T m_array[N];
public:
    int length();
    bool set(int index, T value);
    bool get(int index, T& value);
    T& operator[] (int index);
    T operator[] (int index) const;
    virtual ~Array();
};

template
< typename T, int N >
int Array<T, N>::length()
{
    return N;
}

template
< typename T, int N >
bool Array<T, N>::set(int index, T value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index < N);
    
    if( ret )
    {
        m_array[index] = value;
    }
    
    return ret;
}

template
< typename T, int N >
bool Array<T, N>::get(int index, T& value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index < N);
    
    if( ret )
    {
        value = m_array[index];
    }
    
    return ret;
}

template
< typename T, int N >
T& Array<T, N>::operator[] (int index)
{
    return m_array[index];
}

template
< typename T, int N >
T Array<T, N>::operator[] (int index) const
{
    return m_array[index];
}

template
< typename T, int N >
Array<T, N>::~Array()
{
    
}

#endif

Test.cpp 源碼

#include <iostream>
#include <string>
#include "Array.h"

using namespace std;

int main()
{
    Array<double, 5> ad;
    
    for(int i=0; i<ad.length(); i++)
    {
        ad[i] = i * i;
    }
    
    for(int i=0; i<ad.length(); i++)
    {
        cout << ad[i] << endl;
    }
    
    return 0;
}

        我們來看看編譯結果

        我們看到已經正確地實現了數組類的創建。下來我們再來完善下之前寫的 IntArray 類。

HeapArray.h 源碼

#ifndef _HEAPARRAY_H_
#define _HEAPARRAY_H_

template
< typename T >
class HeapArray
{
private:
    int m_length;
    T* m_pointer;
    
    HeapArray(int len);
    bool construct();
public:
    static HeapArray<T>* NewInstance(int length);
    int length();
    bool get(int index, T& value);
    bool set(int index, T value);
    T& operator [] (int index);
    T operator [] (int index) const;
    HeapArray<T>& self();
    ~HeapArray();
};

template
< typename T >
HeapArray<T>::HeapArray(int len)
{
    m_length = len;
}

template
< typename T >
bool HeapArray<T>::construct()
{
    m_pointer = new T[m_length];
    
    return m_pointer != NULL;
}

template
< typename T >
HeapArray<T>* HeapArray<T>::NewInstance(int length)
{
    HeapArray<T>* ret = new HeapArray<T>(length);
    
    if( !(ret && ret->construct()) )
    {
        delete ret;
        
        ret = 0;
    }
    
    return ret;
}

template
< typename T >
int HeapArray<T>::length()
{
    return m_length;
}

template
< typename T >
bool HeapArray<T>::get(int index, T& value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index <= length());
    
    if( ret )
    {
        value = m_pointer[index];
    }
    
    return ret;
}

template
< typename T >
bool HeapArray<T>::set(int index, T value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index <= length());
    
    if( ret )
    {
        m_pointer[index] = value;
    }
    
    return ret;
}

template
< typename T >
T& HeapArray<T>::operator [] (int index)
{
    return m_pointer[index];
}

template
< typename T >
T HeapArray<T>::operator [] (int index) const
{
    return m_pointer[index];
}

template
< typename T >
HeapArray<T>& HeapArray<T>::self()
{
    return *this;
}

template
< typename T >
HeapArray<T>::~HeapArray()
{
    delete[] m_pointer;
}

#endif

Test.cpp 源碼

#include <iostream>
#include <string>
#include "HeapArray.h"

using namespace std;

int main()
{
    HeapArray<int>* pai = HeapArray<int>::NewInstance(10);
    
    if( pai != NULL )
    {
        HeapArray<int>& ai = pai->self();
        
        for(int i=0; i<ai.length(); i++)
        {
            ai[i] = i + 1;
        }
        
        for(int i=0; i<ai.length(); i++)
        {
            cout << ai[i] << endl;
        }
    }
    
    delete pai;
    
    return 0;
}

        我們編譯下看看結果

        我們再來試試 char 類型呢，打印 a 以后的 10 個字母

        我們看到也已正確實現了，這便證明了我們寫的數組類模板是能實現各種數據類型的。通過對數組類模板的學習，總結如下：1、模板參數可以是數值型參數；2、數組型模板參數必須在編譯期間唯一確定；3、數組類模板是基于數值型模板參數實現的；4、數組類模板是簡易的線性表數據結構。

        歡迎大家一起來學習 C++ 語言，可以加我QQ：243343083。