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泛型编程与设计新思维

作者 佚名技术 来源 程序设计 浏览 发布时间 2012-06-29

前言

永远记住,编写代码的宗旨在于简单明了,不要使用语言中的冷僻特性,耍小聪明,重要的是编写你理解的代码,理解你编写的代码,这样你可能会做的更好。

1998年,国际C++标准正式通过,标准化对C++最重要的贡献是:对"强大的抽象概念"给于更有力的支持,以降低软件的复杂度,C++提供了二种功能强大的抽象方法:面向对象编程与泛型编程。面向对象编程大家一定很熟悉了,这里就不再哆嗦了。提到泛型编程(Generic Programming),有的人可能还不太熟悉,但是提到STL,你就一定会有所耳闻了。STL(Standard Template Library,标准模板库) 其实就是泛型编程的实现品,STL是由Alexander Stepanov(STL之父)、David R Musser和Meng Lee三位大师共同发展,于1994年被纳入C++标准程序库。STL虽然加入C++标准库的时间相对较晚,但它却是C++标准程序库中最具革命性的部分,同时也是C++标准程序库中最重要的组成部分。由于新的C++标准库中几乎每一样东西都是由模板(Template)构成的,当然,STL也不会例外。所以,在这里有必要先概要说明一下模板的有关概念。

模板概念

通过使用模板可以使程序具有更好的代码重用性。记住,模板是对源代码进行重用,而不是通过继承和组合重用对象代码,当用户使用模板时,参数由编译器来替换。模板由类模板和函数模板二部分组成,以所处理的数据类型的说明作为参数的类就叫类模板,而以所处理的数据类型的说明作为参数的函数叫做函数模板。模板参数可以由类型参数或非类型参数组成,类型参数可用class和typename关键字来指明,二者的意义相同,都表示后面的参数名代表一个潜在的内置或用户定义的类型,非类型参数由一个普通参数声明构成。下面是类模板和函数模板的简单用法:

template<class T1, int Size>
class Queue    // 类模板,其中T1为类型参数,Size为非类型参数
{
public:
  explicit Queue():size_(Size){};    // 显式构造,避免隐式转换
  ……
  template<class T2> void assign(T2 first,T2 last);  // 内嵌函数模板
private:
  T* temp_;
  int size_;
}
  // 类模板中内嵌函数模板Compare的外围实现(如在Queue类外实现)
  template<class T1,int Size> template<class T2>
  void Queue<T1,Size>::assign (T2 first,T2 last) {};
  // 模板的使用方法
  int ia[4] = {0,1,2,3};
  Queue<int, sizeof(ia)/sizeof(int)> qi;
  qi.assign(ai,ai+4);

泛型编程

泛型编程和面向对象编程不同,它并不要求你通过额外的间接层来调用函数,它让你编写完全一般化并可重复使用的算法,其效率与针对某特定数据类型而设计的算法相同。泛型编程的代表作品STL是一种高效、泛型、可交互操作的软件组件。所谓泛型(Genericity),是指具有在多种数据类型上皆可操作的含意,与模板有些相似。STL巨大,而且可以扩充,它包含很多计算机基本算法和数据结构,而且将算法与数据结构完全分离,其中算法是泛型的,不与任何特定数据结构或对象类型系在一起。STL以迭代器(Iterators)和容器(Containers)为基础,是一种泛型算法(Generic Algorithms)库,容器的存在使这些算法有东西可以操作。STL包含各种泛型算法(algorithms)、泛型指针(iterators)、泛型容器(containers)以及函数对象(function objects)。STL并非只是一些有用组件的集合,它是描述软件组件抽象需求条件的一个正规而有条理的架构。

迭代器(Iterators)是STL的核心,它们是泛型指针,是一种指向其他对象(objects)的对象,迭代器能够遍历由对象所形成的区间(range)。迭代器让我们得以将容器(containers)与作用其上的算法(algorithms)分离,大多数的算法自身并不

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