c++实用模板及应用习题问题详解

1.概念填空题1.1 C++最重要的特性之一就是代码重用，为了实现代码重用，代码必须具有通用性。

通用代码需要不受数据类型的影响，并且可以自动适应数据类型的变化。

这种程序设计类型称为参数化程序设计。

模板是C++支持参数化程序设计的工具，通过它可以实现参数化多态性性。

1.2函数模板的定义形式是template <模板参数表> 返回类型函数名(形式参数表){…}。

其中，<模板参数表>中参数可以有多个，用逗号分开。

模板参数主要是模板类型参数。

它代表一种类型，由关键字typename或class后加一个标识符构成，标识符代表一个潜在的内置或用户定义的类型参数。

类型参数由可以是任意合法标识符。

C++规定参数名必须在函数定义中至少出现一次。

1.3编译器通过如下匹配规则确定调用那一个函数：首先，寻找最符合函数名和参数类型的一般函数，若找到则调用该函数；否则寻找一个函数模板，将其实例化成一个模板函数，看是否匹配，如果匹配，就调用该模板函数；再则，通过类型转换规则进行参数的匹配。

如果还没有找到匹配的函数则调用错误。

如果有多于一个函数匹配，则调用产生二义性，也将产生错误。

1.4类模板使用户可以为类声明一种模式，使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数、某些成员函数的返回值能取任意类型（包括系统预定类型和用户自定义的类型）。

类是对一组对象的公共性质的抽象，而类模板则是对不同类的数据类型？的抽象，因此类模板是属于更高层次的抽象。

由于类模板需要一种或多种类型参数，所以类模板也常常称为参数化类。

2. 简答题2.1简述函数模板生成函数的过程。

2.2 简述类模板生成对象的过程。

2.3 简述函数模板与模板函数、类模板与模板类的区别。

3. 选择题3.1关于函数模板,描述错误的是（A ）。

A.函数模板必须由程序员实例化为可执行的函数模板B.函数模板的实例化由编译器实现C.一个类定义中,只要有一个函数模板,则这个类是类模板D.类模板的成员函数都是函数模板,类模板实例化后,成员函数也随之实例化3.2下列的模板说明中,正确的是（D ）。

A.template<typename T1,T2>B.template<class T1,T2>C.template<class T1,class T2>D.template<typename T1,typename T2>3.3 函数模板定义如下:template <typename T>Max( T a, T b ,T &c){c=a+b;}下列选项正确的是（B ）。

A.int x, y; char z;B.double x, y, z;Max(x, y, z); Max( x, y, z);C.int x, y; float z;D.float x; double y, z；Max( x, y, z); Max( x,y, z);3.4 下列有关模板的描述错误的是(D)。

A．模板把数据类型作为一个设计参数，称为参数化程序设计。

B．使用时，模板参数与函数参数相同，是按位置而不是名称对应的。

C．模板参数表中可以有类型参数和非类型参数。

D．类模板与模板类是同一个概念。

3.5类模板的使用实际上是将类模板实例化成一个（C）。

A．函数 B．对象 C．类 D．抽象类3.6类模板的模板参数（D）。

A．只能作为数据成员的类型 B．只可作为成员函数的返回类型C．只可作为成员函数的参数类型 D．以上三种均可3.7类模板的实例化（A）。

A．在编译时进行 B．属于动态联编C．在运行时进行 D．在连接时进行3.8以下类模板定义正确的为（A）。

A．template<class T,int i=0> B．template<class T,class int i> C．template<class T,typename T> D．template<class T1,T2>4．编程题4.1设计一个函数模板，其中包括数据成员T a[n]以及对其进行排序的成员函数 sort( )，模板参数T可实例化成字符串。

#include <iostream>#include <string>using namespace std;template<typename T>void Sort(T* a,int n){int i,j;T t;for(i=0;i<n-1;i++)for(j=0;j<n-i-1;j++)if (a[j]>a[j+1]){ t=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;}}template<typename T>void Print(T* a,int n){int i;for(i=0;i<n;i++)cout<<a[i]<<" ";cout<<endl;}int main(){stringStr[10]={"Zhang","Li","Wang","Qian","Zhao","Wu","Xu","Tang","Shen","Liang"};int Int[8]={20,12,0,-5,9,-18,6,11};double Dou[7]={3.07,8.12,-0.45,6,10,-9,7.29};Sort<string>(Str,10);Sort<int>(Int,8);Sort<double>(Dou,7);Print(Str,10);Print(Int,8);Print(Dou,7);return 0;}4.2设计一个类模板，其中包括数据成员T a[n]以及在其中进行查找数据元素的函数int search(T)模板参数 T可实例化成字符串。

#include <iostream>using namespace std;template<typename T,int n>class A{int size;T* element;public:A();~A();int Search(T);void SetElement(int index,const T& value);};template<typename T,int n>A<T,n>::A(){size=n>1? n:1;element=new T[size];}template<typename T,int n>A<T,n>::~A(){delete [] element;}template<typename T,int n>int A<T,n>::Search(T t){int i;for(i=0;i<size;i++)if(element[i]==t)return i;return -1;}template<typename T,int n>void A<T,n>::SetElement(int index,const T& value){element[index]=value;}int main(){A<int,5> intAry; //用int实例化，建立模板类对象A<double,10> douAry;//用double实例化，建立模板类对象int i;for(i=0;i<5;i++)intAry.SetElement(i,i+3);for(i=0;i<10;i++)douAry.SetElement(i,(i+i)*0.35);i=intAry.Search(7);if(i>=0)cout<<i<<endl;i=douAry.Search(0.7);if(i>=0)cout<<i<<endl;return 0;}4.3设计一个单向链表类模板，节点数据域中数据从小到大排列，并设计插入、删除节点的成员函数。

#include<iostream>using namespace std;template<typename T>class List;template<typename T>class Node{T info; //数据域Node<T> *link; //指针域public:Node(); //生成头结点的构造函数Node(const T & data);//生成一般结点的构造函数friend class List<T>;};template <typename T> Node<T>::Node(){link=NULL;}template <typename T> Node<T>::Node(const T & data){info=data;link=NULL;}//定义链表类template<typename T>class List{Node<T> *head; //链表头指针和尾指针public:List(); //构造函数，生成头结点(空链表)~List(); //析构函数void MakeEmpty(); //清空一个链表，只余表头结点Node<T>* Find(T data); //搜索数据域与data相同的结点，返回该结点的地址void PrintList(); //打印链表的数据域void InsertOrder(Node<T> *p); //按升序生成链表Node<T>* CreatNode(T data); //创建一个结点(孤立结点)Node<T>* DeleteNode(Node<T>* p); //删除指定结点};template<typename T>List<T>::List(){head=new Node<T>(-9999);//头结点，最小的数据从小到大插入}template<typename T>List<T>::~List(){MakeEmpty();delete head;}template<typename T>void List<T>::MakeEmpty(){Node<T> *tempP;while(head->link!=NULL){tempP=head->link;head->link=tempP->link; //把头结点后的第一个节点从链中脱离delete tempP; //删除(释放)脱离下来的结点}}template<typename T> Node<T>* List<T>::Find(T data){Node<T> *tempP=head->link;while(tempP!=NULL && tempP->info!=data) tempP=tempP->link;return tempP; //搜索成功返回该结点地址，不成功返回NULL}template<typename T>void List<T>::PrintList(){Node<T>* tempP=head->link;while(tempP!=NULL){cout<<tempP->info<<'\t';tempP=tempP->link;}cout<<endl;}template<typename T>void List<T>::InsertOrder(Node<T> *p){Node<T> *tempP=head,*tempQ=head; //tempQ指向tempP前面的一个节点while(tempP!=NULL){if(p->info<tempP->info)break; //找第一个比插入结点大的结点，由tempP指向tempQ=tempP;tempP=tempP->link;}p->link=tempP;tempQ->link=p;}template<typename T>Node<T>* List<T>::CreatNode(T data){//建立新节点Node<T>*tempP=new Node<T>(data);return tempP;}template<typename T>Node<T>* List<T>::DeleteNode(Node<T>* p){Node<T>* tempP=head->link,*tempQ=head,*tempC;while(tempP!=NULL && tempP!=p){tempQ=tempP;tempP=tempP->link;}tempC=tempP;tempQ->link=tempP->link;return tempC;}int main(){Node<int> * P1;List<int> list1;int a[10]={20,12,0,-5,9,-18,6,11,5,3},i,j;for(i=0;i<10;i++){P1=list1.CreatNode(a[i]);list1.InsertOrder(P1);}list1.PrintList();cout<<"请输入一个要求删除的整数"<<endl;cin>>j;P1=list1.Find(j);if(P1!=NULL){P1=list1.DeleteNode(P1);delete P1;list1.PrintList();}else cout<<"未找到"<<endl;cout<<"请输入一个要求插入的整数"<<endl;cin>>j;P1=list1.CreatNode(j);list1.InsertOrder(P1);list1.PrintList();list1.MakeEmpty();//清空list1list1.PrintList();return 0;}4.4 为单链表类模板增加一个复制构造函数和赋值运算符(=)。