curs9-POO(2012)

LECTOR ADRIAN RUNCEANU

Programare orientată pe obiecte

Universitatea “Constantin Brâncuşi” din Târgu-Jiu

Facultatea de Inginerie

Departamentul de Automatică, Energie şi Mediu

14.11.2012 Curs - Programare orientată pe obiecte C++/Java

2

Curs 9 Funcții şi clase Template

(Şabloane)


3

1. Funcții template 2. Clase template

Functii Template (Sabloane)


4

1. Funcții template

Prin funcții template înțelegem funcții model, șablon.

Aceste tipuri de funcții se utilizează deoarece, de multe ori în programare se aplică același algoritm de rezolvare pentru anumite probleme în care doar tipurile de date utilizate diferă.


5

Astfel pentru fiecare tip de date ar trebui scris câte o funcție.

În loc să facem acest lucru construim o funcție template pe care o putem utiliza ulterior pentru orice tip de date.

Astfel funcția va primi un parametru formal care poate avea un nume, de exemplu T.



6

O funcție template se poate defini astfel:

template <class T> tip_functie nume_functie (lista parametri formali)

{ ….. }



7

Parametrii formali pot fi de tipul formal T

Tipul funcției poate fi de tipul formal T

Apelul unei funcții template cu un singur

tip formal se face utilizând un tip efectiv,

adică tipul care va fi folosit în locul tipului

formal T:

nume_functie<tip_efectiv> (lista

parametri efectivi)



8

Programul de mai jos definește o funcție template care returnează valoarea maximă dintre două variabile:



9

Exemplu 1: #include<iostream.h> template <class T> T maxim (T a, T b) { if(a>b) return a; else return b; }



10

int main() { int a=2, b=10; cout<<maxim<int>(a,b)<<endl; double x=7.9, y=1.234; cout<<maxim<double>(x,y)<<endl; }



11

După execuția programului se afișează următoarele rezultate:



12

Exemplu 2:

Program ce ilustrează o funcție template, unde T poate fi int, double și altele.

Singura diferență dintre aceste funcții este ca diferă tipul parametrilor formali.



13

#include<iostream.h> template <class T> void

interschimba(T& a, T& b) { T aux; aux = a; a = b; b = aux; }



14

int main() { int a=10,b=3; cout<<"valorile initiale \n"; cout<<a<<" "<<b<<endl; interschimba<int>(a,b); cout<<"valorile finale \n"; cout<<a<<" "<<b<<endl; }



15




16

Definirea de parametri tip se face folosind cuvântul rezervat template urmat de <class T>, adică:

template <class T>



17

Această construcție se mai numește prefix template și spune compilatorului că definiția sau prototipul care urmează este un template și că T este un parametru tip. ( În acest context, class înseamnă de fapt tip ).

Definiția unei funcții template este, de fapt, o mulțime de definiții de funcții.

Pentru exemplul nostru, parametrul de tip T se înlocuiește cu un nume de tip.



18

Când folosim funcții template, putem spune că exprimăm un algoritm general în C++.

Acesta este un exemplu simplu de algoritm abstract.

Algoritmii abstracți ignoră detaliile, continând partea semnificativă a algoritmului.

Dacă funcția are mai mulți parametri tip atunci declarația template-ului se generalizează imediat.

Pentru doi parametri, scriem: template <class T1, class T2>



19

Exemplu 3:

Fie programul C++: // Ilustrarea unor situații neobișnuite

#include <iostream.h> template <class T1, class T2> void f(T1 a, T2 b) { cout << a <<"\t"<< b; }



20

int main() { f(40000, 6); cout<<"\n"; f(1, 2.3); cout<<"\n"; f(1, 'a'); cout<<"\n"; f(2.3, 1); cout<<"\n"; }



21




22

1. Funcții template 2. Clase template

2. Clase template


23

a) Sintaxa pentru clasele template este aceeași ca template-urile funcțiilor:

template <class T> class

nume_clasa { …… }


24

b) Antetul unei metode se declară în interiorul clasei la fel ca la clasele obișnuite, iar definiția metodei care se construiește în afara clasei se face adăugând clasa din care face parte.

template <class T> tip_metoda nume_clasa<T> :: nume_metoda (lista_parametri_formali)

{ ….. }

2. Clase template


25

c) Pentru a defini un obiect al unei clase template procedăm în același fel ca și la definirea obiectelor de până acum.

2. Clase template


26

Exemplu 4:

Să se construiască o clasă numită

vector care să gestioneze un vector de n

elemente de tip T, vector alocat dinamic.

Clasa se va utiliza în funcția principală

pentru T=int și pentru T=double.

2. Clase template


27

template <class T> class vector{ int n; T* adr; public: vector(int n); ~vector(); T& operator[] (int k); // supraîncărcarea

operatorului [], pt. returnarea pozitiei elementului curent din vector

}

2. Clase template


28

template <class T> vector <T>::vector(int n)

{ this->n = n; adr = new T[n]; }

2. Clase template


29

template <class T> vector <T>::~vector() { delete[ ] adr; } template <class T> T& vector

<T>::operator[ ] (int k) { return adr[k]; }

2. Clase template


30

int main() { vector<int> v(10); v[1] = 3; cout<<v[1]<<endl; vector<double> w(5); w[0] = 77; cout<<w[0]<<endl; }

2. Clase template


31


2. Clase template


32

Exemplu 5:

Se cere să se scrie o clasă numită stiva care

gestionează o stivă memorată ca lista liniară

simplu înlănțuită.

Fiecare nod al listei reține o valoare de tipul

formal T, și în plus, adresa următorului element

din stivă (cf. principiului stivei este vorba de

elementul precedent din listă!).

Clasa se va testa pentru T=int și pentru T=float.

2. Clase template


33

Structura unui nod al stivei va fi definită cu ajutorul unei struct, deoarece trebuie să rețină pe lângă informația propriu-zisă de tipul T și adresa elementului următor din stivă.

struct nod { T info; // T este tipul formal template

nod *adr; // adr este un pointer catre urmator

element al stivei

}

2. Clase template


34

Clasa stiva va contine: 1. Date membru: varf – reprezentand adresa ultimului element al

stivei 2. Metode membru: stiva() – constructor de initializare al stivei void push(T v) – functie(metoda) care adauga un

element in stiva, element de tipul formal T T pop() – functie care elimina un element din

stiva int vida() – functie care testeaza daca stiva este

vida sau nu

2. Clase template


35

#include<iostream.h> template <class T> class stiva{ struct nod { T info; nod* adr; }; nod* varf; public: stiva(); void push(T v); T pop(); int vida(); };

2. Clase template


36

template <class T> stiva <T>::stiva() { varf=0; } template <class T> void stiva <T>::push(T v) { nod* c=new nod; c->info=v; c->adr=varf; varf=c; }

2. Clase template


37

template <class T> T stiva <T>::pop() { nod* c=varf; T nr; varf=varf->adr; nr=c->info; delete c; return nr; }

2. Clase template


38

template <class T> int stiva <T>::vida() { if(varf==0) return 1; else return 0; }

2. Clase template


39

int main() { cout<<"Stiva de elemente nr. intregi\n" ; stiva<int> st; st.push(1); st.push(2); st.push(3); while(!st.vida()) cout<<st.pop()<<"\n";

2. Clase template


40

cout<<"Stiva de elemente nr. reale\n" ; stiva<float> st1; st1.push(3.45); st1.push(8.907); st1.push(1.23); while(!st1.vida()) cout<<st1.pop()<<"\n"; }

2. Clase template


41


2. Clase template


42

Exemplu 6:

În continuare, prezentăm un program C++ care descrie o clasă template a căror obiecte sunt liste.

Listele sunt structuri înlănțuite de orice tip (int, double, char, ...)

Fiecare nod al listei reține o valoare de tipul formal T, și în plus, adresa următorului element din listă.

Clasa se va testa pentru T=int și pentru T=float.

2. Clase template


43

Structura unui nod al listei va fi definită cu ajutorul unei struct, deoarece trebuie să rețină pe lângă informația propriu-zisă de tipul T și adresa elementului următor din listă:

struct nod { T info; // T este tipul formal template

nod *adr; // adr este un pointer catre

urmator element al listei

}

2. Clase template


44

Clasa lista va conține: 1. Date membru: prim – reprezentand adresa primului element al listei

2. Metode membru: lista() – constructor de initializare al listei lista(int n) – constructor care incarca n elemente in

lista void adaugare_element(T p) – functie(metoda) care

adauga un element in lista, element de tipul formal T void stergere_element(T p) – functie(metoda) care

sterge un element in lista, element de tipul formal T void afiseaza_lista() – functie care afiseaza

elementele din lista

2. Clase template


45

#include<iostream.h> template <class T> class lista{ struct nod { T info; nod* adr; };

2. Clase template


46

nod *prim; public: lista(); lista(int n); void adaugare_element(T p); // va fi

definita ulterior

void stergere_element(T p); // va fi

definita ulterior

void afiseaza_lista(); };

2. Clase template


47

template <class T> lista<T>::lista() { prim = NULL; }

2. Clase template


48

template <class T> lista<T>::lista(int n) { int i; T inf; nod *p,*ultim; cout<<"Construim lista care are "<<n<<"

elemente\n"; cout<<"Dati informatia pt. primul element "; cin>>inf; prim->info=inf; prim->adr=NULL; ultim=prim;

2. Clase template


49

for(i=2;i<=n;i++) { cout<<"Dati inf = "; cin>>inf; p=new nod; p->info=inf; p->adr=NULL; ultim->adr=p; ultim=p; } }

2. Clase template


50

template <class T> void lista<T> :: afiseaza_lista()

{ nod *p; p=prim; while(p!=NULL) { cout<<p->info<<" "; p=p->adr; } }

2. Clase template


51

int main()

{

cout<<"Lista de elemente nr. intregi\n";

lista <int>l(4);

l.afiseaza_lista();

cout<<endl<<"Lista de elemente nr. reale\n";

lista <float>l1(6);

l1.afiseaza_lista();

}

2. Clase template


52


2. Clase template


53

Problema rezolvata

Sa se scrie un program prin care sa se exemplifice utilizarea unei functii sablon(template) de ordonare crescatoare a oricarui tip de vector (de numere intregi, numere reale, etc.). Se va folosi metoda bubblesort.


54

#include <iostream.h>

template <class T> void bubble_sort( T *vector, // pointer la un vector de

tipul sablon

int numar) // numarul de elemente din vector

{

int i, j;

T t;

for(i=0; i<numar; i++)

for(j=i+1; j<numar; j++)

if(vector[i] > vector[j]) {

t = vector[i];

vector[i] = vector[j];

vector[j] = t;

}

}


55

int main()

{

int vector_int[7] = {7, 5, 4, 3, 9, 8, 6};

double vector_double[5] = {4.3, 2.5, -0.9, 100.2, 3.0};

int i;

cout << "\nVectorul nesortat de numere intregi: ";

for(i=0; i<7; i++)

cout<<vector_int[i]<<" ";

cout << "\nVectorul nesortat de numere reale: ";

for(i=0; i<5; i++)

cout<<vector_double[i]<<" ";


56

bubble_sort(vector_int, 7);

cout << "\nVectorul SORTAT de numere intregi: ";

for(i=0; i<7; i++)

cout<<vector_int[i]<<" ";

bubble_sort(vector_double, 5);

cout << "\nVectorul SORTAT de numere reale: ";

for(i=0; i<5; i++)

cout<<vector_double[i]<<" ";

}


57


58

Întrebări?

curs9-POO(2012)

Documents

Transcript of curs9-POO(2012)