Cテンプレート

テンプレートは汎用プログラミングの基礎であり、特定のタイプに依存しない方法でコードを記述する必要があります。

テンプレートは、汎用クラスまたは関数を作成するための青写真または式です。イテレータやアルゴリズムなどのライブラリコンテナは一般的なプログラミングの例であり、テンプレートの概念を使用して開発されています。

*vector* など、各コンテナには単一の定義がありますが、たとえば *vector <int>* または *vector <string>* など、さまざまな種類のベクトルを定義できます。

テンプレートを使用して関数だけでなくクラスを定義することができます、それらがどのように機能するかを見てみましょう-

機能テンプレート

テンプレート関数定義の一般的な形式はここに示されています-

template <class type> ret-type func-name(parameter list) {
  //body of function
}

ここで、typeは、関数が使用するデータ型のプレースホルダー名です。この名前は、関数定義内で使用できます。

以下は、2つの値の最大値を返す関数テンプレートの例です-

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
inline T const& Max (T const& a, T const& b) {
   return a < b ? b:a;
}

int main () {
   int i = 39;
   int j = 20;
   cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl;

   double f1 = 13.5;
   double f2 = 20.7;
   cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl;

   string s1 = "Hello";
   string s2 = "World";
   cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl;

   return 0;
}

上記のコードをコンパイルして実行すると、次の結果が生成されます-

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

クラステンプレート

関数テンプレートを定義できるように、クラステンプレートも定義できます。ジェネリッククラス宣言の一般的な形式はここに示されています-

template <class type> class class-name {
   .
   .
   .
}

ここで、 type はプレースホルダーのタイプ名で、クラスがインスタンス化されるときに指定されます。コンマ区切りリストを使用して、複数の汎用データ型を定義できます。

以下は、クラスStack <>を定義し、スタックから要素をプッシュおよびポップする汎用メソッドを実装する例です-

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

template <class T>
class Stack {
   private:
      vector<T> elems;   //elements

   public:
      void push(T const&); //push element
      void pop();              //pop element
      T top() const;           //return top element

      bool empty() const {     //return true if empty.
         return elems.empty();
      }
};

template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) {
  //append copy of passed element
   elems.push_back(elem);
}

template <class T>
void Stack<T>::pop () {
   if (elems.empty()) {
      throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
   }

  //remove last element
   elems.pop_back();
}

template <class T>
T Stack<T>::top () const {
   if (elems.empty()) {
      throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack");
   }

  //return copy of last element
   return elems.back();
}

int main() {
   try {
      Stack<int>         intStack; //stack of ints
      Stack<string> stringStack;   //stack of strings

     //manipulate int stack
      intStack.push(7);
      cout << intStack.top() <<endl;

     //manipulate string stack
      stringStack.push("hello");
      cout << stringStack.top() << std::endl;
      stringStack.pop();
      stringStack.pop();
   } catch (exception const& ex) {
      cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;
      return -1;
   }
}

上記のコードをコンパイルして実行すると、次の結果が生成されます-

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack

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