ch5类模板及应用

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C++语言程序设计
数组类模板的实现：//array_template.cpp
//主程序 void main() { Array<int> data(5); cin>>data; cout<<data; } 练习：将Array<int> data(5); 改为Array< float > data(5); 再运行，察看结果，分析类模板的使用过 程
栈顶
a1
栈底
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C++语言程序设计
栈的应用举例——函数调用 特
殊 的 线 性 群 体 栈
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入栈 参数 当前现场 返回地址 出栈 ⑦ 当前现场 返回地址 ⑥
出栈 ③
main{} ① 调fun(参数) ⑧ 结束
fun(参数)
⑤
④ 参数 当前现场 返回地址
②
返回
——
C++语言程序设计
栈的基本状态 特

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C++语言程序设计
5.4类模板的应用 ——群体数据的表示

线性群体
– 线性群体的概念
– 直接访问群体--数组类
– 顺序访问群体--链表类 – 栈类 – 队列类
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C++语言程序设计
特殊的线性群体——栈
栈是只能从一端访问的线性群体，可 以访问的这一端称栈顶，另一端称栈底。
入栈 出栈
an
┆ a2
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C++语言程序设计
删除结点之后的结点
… data1 data2 data3 …
tempPtr
假设要删除tempPtr指向的结点，并且p指向它的前项结点，则 （1）//p指向tempPtr结点的后续结点 p->next = tempPtr->next;
（2）释放tempPtr指向的结点 delete tempPtr; }

执行过程：首先用实参类型实例化类模板， 以生成具体的模板类，然后用该类定义对象。
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C++语言程序设计
类模板应用举例

类模板应用：使用类模板定义模板类的对象的 格式： 类模板名<类型实参表> 对象名表；
例1：定义一个数组类模板，能存放任意类型数 据。数据成员包括数组的首地址（指针）、数 组的长度；成员函数包括输入数组各元素、输 出数组各元素（可用运算符重载，也可以用一 般函数）、访问任一个元素的值。并在主程序 中调用。
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C++语言程序设计
链表
链表：一种动态数据结构，可以用来表示 顺序访问的线性群体。 结点：链表是由系列结点组成的，结点可 以在运行时动态生成。 结点组成：每一个结点包括数据域和指向 链表中下一个结点的指针（即下一个结点 的地址）。 单链表：如果链表每个结点中只有一个指 向后继结点的指针，则该链表称为单链表。
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C++语言程序设计
//主函数 void main() { //定义字符堆栈 stack<char> s1; char cc='a'; for(int k=0;k<10;k++) { s1.push(cc); cc++; } cout<<"pop s_char:"; for(k=0;k<10;k++) cout<<s1.pop(); //定义整型堆栈 stack<int> s2; int d; cout<<"\n enter 5 int numbers:"; for(k=0;k<5;k++) { cin>>d; s2.push(d); } for(k=0;k<5;k++) cout<<s2.pop(); //测试栈为空时的情况 cout<<s2.pop()<<endl; } //分析运程过程，理解类模板的实例化过程，入栈、出栈操作
类模板的成员函数：

如果需要在类模板以外定义其成员函数， 则要采用以下的形式： template <class Type> 类型名 类名<Type>::函数名（参数表） { }
其中，类名<Type>表示一个具体的类
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C++语言程序设计
类模板应用格式：

使用类模板定义模板类的对象的格式：
类模板名<类型实参表> 对象名（初值表）；
C++语言程序设计
栈类模板(例9-9) 特
殊 的 线 性 群 体 栈
#include <iostream> using namespace std; const int MaxStackSize=50; //栈的大小 //栈类模板的声明 template <class Type> class stack{ private: Type stacklist[MaxStackSize]; //用于存放栈的元素的数组 int top; //栈顶位置，数组下标 public: stack(); void push(Type item); //将于元素压入栈 Type pop(void); //出栈 };
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——
C++语言程序设计
//栈类的实现 template <class Type> stack<Type>::stack() { top=-1;}
//构造函数
template <class Type> //压栈 void stack<Type>::push(Type item) { if(top==MaxStackSize-1) { cout<<"\n stack is full"; return;} top++; stacklist[top]=item; } template <class Type> //出栈 Type stack<Type>::pop(void) { Type t; if(top==-1) { cout<<"\n stack is empty."; return 0; } t=stacklist[top]; //弹出数据暂存于t top--; return t; }
殊 的 线 性 群 体 栈
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栈空
– 栈中没有元素
栈满
– 栈中元素个数达到上限
一般状态
– 栈中有元素，但未达到栈满状态
——
入栈 数组下标 max
出栈
入栈 数组下标 max n 1 0
出栈
n
1 0
初始状态（栈空）
栈顶
┆ an ┆ a1 a0
一般状态
栈顶
入栈
出栈
堆栈相当于一个固 定大小的数组，
数组下标
出队
a0
……aΒιβλιοθήκη -1 an入队数组下标 0
1
n-1 n
(队满状态)
max
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C++语言程序设计
作业：
定义数组类和栈类模板， 并分别用数 组类模板和栈类实现学生信息（学号、 成绩）的处理； 选作：用链表类模板实现学生信息的 处理。

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栈底（相当于数组 的第一个元素） 栈顶（相当于数组 的最后一个元素）
数组下标 max n 1 0
amax ┆ an ┆ a1 a0
栈满状态
栈顶
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C++语言程序设计
栈的基本操作 特
殊 的 线 性 群 体 栈
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初始化 入栈 出栈 清空栈 访问栈顶元素 检测栈的状态（满、空）

——
队满
– 队列中元素个数达到上限
一般状态
– 队列中有元素，但未达到队满状态
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队头 出队 a0 数组下标 0 a1 1
元素移动方向 ……
队尾 入队 max
an-1 an n-1 n
(一般状态) 队头 队尾 出队
…… 0 1 n-1 n
(队空状态) 队头 元素移动方向 a1 队尾 amax
入队 max

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单链表
… data1 data2 data3 datan NULL
head
rear
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C++语言程序设计
在结点之后插入一个结点
… data1 data2
…
p
data
假设要在q指向的节点后插入p指向的一个新节点，则 （1）//p节点指针域指向当前节点的后继节点 p->next = q-> next; q-> next = p; //当前节点的指针域指向p
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C++语言程序设计
特殊的线性群体——队列
队列是只能向一端添加元素，从另 一端删除元素的线性群体
出队
a0 a1 队头
a2
……
an-1 an
入队
队尾
队列与栈结构类似，只是访问方法略有不同
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C++语言程序设计
特 殊 的 线 性 群 体 —— 队 列
队列的基本状态

队空
– 队列中没有元素
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C++语言程序设计
总结类模板的实例化过程：

根据类名称后的类型参数生成模板类， 然后利用该类生成各个对象。

应用提示：模板类的定义格式、成员 函数的类外定义格式、模板类的调用 格式