数组类模板（四十九）

        之前我们学习了类模板，今天我们来看看数组类模板。模板参数可以是数值型参数（非类型参数），如下

        使用数值型模板参数是有限制的，如：a> 变量不能作为模板参数；b> 浮点数不能作为模板参数；c> 类对象不能作为模板参数。其本质是模板参数是在编译阶段被处理的单元，因此在编译阶段必须准确无误的唯一确定。

        下来我们用函数模板来实现一个面试题：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;
}

        我们通过用函数模板来实现递归的定义，递归的出口为它的完全特化为 1 时。下来我们来看看编译结果

        我们看到已经实现了这个功能。下来我们再来实现数组类的模板

Array.h 源码

#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 源码

#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;
}

        我们来看看编译结果

        我们看到已经正确地实现了数组类的创建。下来我们再来完善下之前写的 IntArray 类。

HeapArray.h 源码

#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 源码

#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;
}

        我们编译下看看结果

        我们再来试试 char 类型呢，打印 a 以后的 10 个字母

        我们看到也已正确实现了，这便证明了我们写的数组类模板是能实现各种数据类型的。通过对数组类模板的学习，总结如下：1、模板参数可以是数值型参数；2、数组型模板参数必须在编译期间唯一确定；3、数组类模板是基于数值型模板参数实现的；4、数组类模板是简易的线性表数据结构。

        欢迎大家一起来学习 C++ 语言，可以加我QQ：243343083。