厦大计算机系C++程序设计实验（五）

1 实验目的

模板使类和函数可在编译时定义所需处理和返回的数据类型，一个模板并非一个实实在在的类或函数，仅仅是一个类和函数的描述。由于模板可以实现逻辑相同、数据类型不同的程序代码复制，所以使用模板机制可以减轻编程和维护的工作量和难度。模板一般分为模板函数和类模板。以所处理的数据类型的说明作为参数的类就叫类模板，或者模板类，而以所处理的数据类型的说明作为参数的函数，则称为函数模板。

本实验通过编写一些简单的程序，使学生掌握泛型编程，并能够基本运用模板的语法，培养理论联系实际的和自主学习的能力，提高程序设计水平。

2 实验内容

（1）编写模板函数，它将一个包含5个T类型元素的数组作为参数，并返回数组的最小值。在一个程序中使用该函数，将T替换为一个包含5个int值的数组和一个包含5个double值的数组，以测试该函数。

（2）定义一个模板类（BinaryOperation），包含构造函数BinaryOperation(T x, T y)以及方法add、sub、mul、div、operator(char op)，通过调用operator，判断传入的op变量的值，如果是“+”，则进行加法，并输出结果，其他方法类似。

例：BinaryOperation bo = new BinaryOperation(1,1);

    bo.operator(’+’);会输出结果2

    bo.operator(’-’);会输出结果0

3 实验步骤

（1）模板函数

首先编写一个寻找T类型数组的最小值的函数，然后在主函数内对int型和double型数组分别进行调用，输出数组的最小值。

源代码如下：

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
T getMin(T a[5])
{
T min = a[0];
for(int i = 1; i < 5; ++i)
{
if(a[i] < min)
min = a[i];
}
return min;
}

int main()
{
int intA[5] = {3, 8, 1, 4, 9};
double doubleA[5] = {4.3, 2.9, 1.4, 5.5, 8.3};

cout << "The smallest element in intA is " << getMin(intA) << endl;
cout << "The smallest element in doubleA is " << getMin(doubleA) << endl;

return 0;
}

（2）类模板

首先声明一个BinaryOperation的模板类，包括数据域x和y，以及题目要求的成员函数。由于题目中要求计算结果通过函数Operator获得，所以add、sub、mul、div函数通通设置为私有成员。在主函数中实例化一个int型和一个double型的实例，并进行测试。

源代码如下：

#include <iost
4000
ream>

using namespace std;

template <class T>
class BinaryOperation
{
T x, y;
public:
BinaryOperation(T x, T y);
T Operator(char op);
private:
T add();
T sub();
T mul();
T div();
};

template <class T>
BinaryOperation<T>::BinaryOperation(T x, T y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}

template <class T>
T BinaryOperation<T>::add()
{
return (this->x + this->y);
}

template <class T>
T BinaryOperation<T>::sub()
{
return (this->x - this->y);
}

template <class T>
T BinaryOperation<T>::mul()
{
return (this->x * this->y);
}

template <class T>
T BinaryOperation<T>::div()
{
return (this->x / this->y);
}

template <class T>
T BinaryOperation<T>::Operator(char op)
{
switch(op)
{
case '+': return add(); break;
case '-': return sub(); break;
case '*': return mul(); break;
case '/': return div(); break;
default: return 0;
}
}

int main()
{
BinaryOperation<int> intBO(1, 1);
BinaryOperation<double> doubleBO(3.0, 1.5);

cout << "int type: " << endl;
cout << "add: " << intBO.Operator('+') << endl;
cout << "subtract: " << intBO.Operator('-') << endl;
cout << "multiply: " << intBO.Operator('*') << endl;
cout << "divide: " << intBO.Operator('/') << endl;
cout << endl;

cout << "double type: " << endl;
cout << "add: " << doubleBO.Operator('+') << endl;
cout << "subtract: " << doubleBO.Operator('-') << endl;
cout << "multiply: " << doubleBO.Operator('*') << endl;
cout << "divide: " << doubleBO.Operator('/') << endl;
cout << endl;

return 0;
}

4 实验结果

（1）模板函数

若int型数组内数据为3, 8, 1, 4, 9，而double型数组内数据为4.3, 2.9, 1.4, 5.5, 8.3。输出结果为：



（2）类模板

若int型实例内数据为1, 1，double型实例内数据为3.0, 1.5。输出结果为：



5 心得小结

通过本次实验，我掌握了C++中泛型编程的模式，学会了如何定义并使用模板函数和模板类。在实际编程中，需要注意的是类构造函数的类名后面必须跟着<实际类型名>，否则将会报错。

这是本学期C++的最后一次实验了，通过一学期的学习，我了解了C++语言，提高了编程能力。但是，我距离高水平的C++编程还有很长的路要走，需要我不断学习，提高自我。