Beispiele für typische Probleme, die mit Template-Programmierung gelöst werden?

Template-Programmierung kann häufig auftretende Programmierprobleme lösen: Containertypen: Erstellen Sie einfach Container wie verknüpfte Listen, Stapel und Warteschlangen; Zweckmäßige Algorithmen ohne spezielle Implementierung; Container-Adapter: Ändern Sie das Verhalten vorhandener Container, ohne neue Kopien zu erstellen. Erstellen Sie Aufzählungen mit starker Typüberprüfung zur Kompilierungszeit.

Beispiele für häufig gestellte Fragen zur Vorlagenprogrammierung

Vorlagenprogrammierung ist eine leistungsstarke Technik, die Code vielseitiger und wiederverwendbarer machen kann. Es kann viele typische Probleme auf folgende Weise lösen:

1. Containertypen

Mithilfe der Vorlagenprogrammierung können Sie ganz einfach eigene Containertypen wie verknüpfte Listen, Stapel und Warteschlangen erstellen, ohne gängige Funktionen wie z als Iteration und Größenänderung.

template<class T>
class Stack {
  vector<T> data;
  int top;

public:
  Stack() { top = -1; }
  void push(const T& value) { data.push_back(value); top++; }
  T pop() { if (top < 0) throw exception(); return data.back(); }
};

2. Funktionsfunktoren

Vorlagenprogrammierung kann dabei helfen, Funktionsfunktoren zu erstellen, Objekte, die wie Funktionen aufgerufen werden können. Dies ist bei Algorithmen nützlich, die oft die Verwendung von Funktionszeigern oder anonymen Funktionen erfordern, um Vergleiche oder andere Operationen anzugeben.

template<class T>
struct Comparator {
  bool operator()(const T& a, const T& b) {
    return a < b;
  }
};

// 使用方式
sort(data.begin(), data.end(), Comparator<int>());

3. Generische Algorithmen

Mit der Vorlagenprogrammierung können Sie generische Algorithmen erstellen, die mit einer Vielzahl von Datentypen arbeiten, ohne sie für jeden Typ speziell implementieren zu müssen.

template<class T>
void find(vector<T>& data, T value) {
  for (auto it = data.begin(); it != data.end(); it++) {
    if (*it == value) return;
  }
  throw exception();
}

4. Container-Adapter

Mithilfe der Vorlagenprogrammierung können Container-Adapter erstellt werden, die das Verhalten vorhandener Container ändern, ohne eine neue Kopie des Containers zu erstellen.

template<class Container>
class IndexedContainer {
  Container& container;
  size_t index;

public:
  IndexedContainer(Container& c) : container(c), index(0) {}
  T& operator*() { return container[index]; }
  void operator++() { index++; }
};

// 使用方式
for (auto& item : IndexedContainer(data)) {
  // ...
}

5. Aufzählungsklassen

Vorlagenbasierte Programmierung erleichtert das Erstellen von Aufzählungsklassen mit starker Typvalidierung, die zur Kompilierungszeit überprüft wird.

enum class Color { Red, Green, Blue };

template<Color C>
struct ColorName {
  static const char* name() { switch (C) { case Color::Red: return "Red"; case Color::Green: return "Green"; case Color::Blue: return "Blue"; } }
};

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