Шаблоны - template

Программирование на языке C

Лабораторная работа 8

Программа на языке C++. Шаблоны. Использование библиотеки STL. Вектора.

Цель: Изучить принципы использования шаблонов и библиотеки шаблонов STL (Standard Template Library) на языке C++. Научится разрабатывать программы, используя векторные классы.

Основные теоретические сведения

Шаблоны - template

Использование шаблонов призвано, как и следовало ожидать, облегчить процесс написания полноценных программ, где под понятием "написание" подразумевается не только процедура первоначального написания кода программы, но и последующий за этим долгий процесс отладки, модификации и сопровождения, созданного вами программного продукта.

В прошлом мы дублировали и размножали части программ, используя простое, но эффективное средство - текстовый редактор. Сегодня С++ предлагает нам более совершенный способ дублирования, и имя ему - "шаблоны".

Наиболее распространенным поводом для дублирования фрагментов программ является необходимость реализовать некий новый объем кода, аналогичный уже написанному, но изменив типы данных (например, целые на целые длинные). Чаще всего для подобной операции с помощью программы-редактора повторяли текст программы еще раз и меняли типы данных. Программируя на С++, вы могли бы воспользоваться средствами переопределения и дать обеим функциям одно и тоже имя. Переопределение делает текст программы более наглядным, но не избавляет нас от необходимости повторять один и тот же алгоритм в нескольких местах.

Один из вариантов решения этой проблемы средствами языка С состоит в использовании макроподстановок. Хотя макроопределения и дает возможность выписывать текст программы только один раз, у этого метода имеются несомненные недостатки. Во-первых, это целесообразно только для очень простых функций. Во-вторых, макроподстановки не обеспечивают контроля типов, и тем самым, не дают возможности воспользоваться одним из важнейших преимуществ С++. В-третьих, макроподстановки - это не обращения к функциям, а прямая подстановка тела во все места, где они используются, а это может сильно увеличить размер исполняемой программы.

Механизм шаблонов предполагает более совершенное решение, позволяющее отделить общий алгоритм от его реализации применительно к конкретным типам данных. Вы можете составить текст программы подпрограммы сейчас, а используемые типы уточнять позднее. Это возможно, так как используемый тип данных является в этом случае параметром. Шаблоны сочетают в себе преимущества однократной подготовки фрагментов программы (аналогично макрокомандам) и контроль типов, присущий переопределяемым функциям.

В языке С++ имеются два типа шаблонов - шаблоны функций и шаблоны классов.