Що таке клас шаблонів у C ++?
Клас шаблонів, як випливає з назви, - це шаблон для класів. C ++ надає нам спосіб створити клас, який буде служити кресленням / шаблоном для майбутніх класів. Клас шаблонів матиме загальні змінні та методи типу "T", які згодом можуть бути налаштовані для використання з різними типами даних відповідно до вимоги.
Визначення
Відповідно до стандартного визначення, клас шаблонів у C ++ - це клас, який дозволяє програмісту працювати з загальними типами даних. Це дозволяє використовувати клас для багатьох типів даних відповідно до вимог без необхідності перезапису для кожного типу.
Розуміння класу шаблонів у C ++
Якщо ми розглядаємо приклад класу шаблонів у реальному світі для кращого розуміння, то ми можемо розглядати це як план. Якщо забудовник нерухомості проектує селище, він готує план квартир, який включає загальні характеристики, такі як план поверху, розміщення дверей, вікон тощо. Цей креслення можна вважати шаблоновим класом, який дасть нам загальну інформацію ідея, як виглядатиме квартира з більшої картини. Це можна використовувати для розробки індивідуальних квартир, які можна налаштувати відповідно до уподобань власника, які будуть специфічними для цієї квартири, але загальний шаблон залишатиметься загальним для всього міста.
Клас шаблонів працює у подібних рядках. Якщо ми розробляємо корпоративну програму, вона матиме декілька сутностей, які представлятимуть класи. Кожен клас матиме свої специфічні властивості та методи. Однак може бути розроблений шаблон, який зуміє вставити ці об'єкти в базу даних. Ми будемо використовувати цей приклад у наступних розділах цієї статті. Але якщо ми не використовуємо клас шаблонів, тоді нам доведеться писати окремі класи для операцій "Створити", "Отримати", "Оновити", "Видалити". Однак, використовуючи клас шаблонів, ми можемо виконати цю роботу, записавши лише один клас, отже скорочуючи багато часу та вилучаючи можливість безлічі дублюючого коду.
Як клас шаблонів в C ++ робить роботу такою простою?
Працюючи над корпоративним додатком, більшість випадків програмісти стикаються зі сценарієм, коли структура програми ускладнюється зі збільшенням кількості модельних класів. Складність додається ще більше, коли ми реалізуємо такі концепції OOPS, як «Спадщина» та «Поліморфізм». У таких сценаріях дуже зручні шаблонні класи, в яких ви можете зменшити рядки коду, які ви хочете написати для виконання деяких операцій, які залишаться однаковими для кількох класів / сутностей.
Що ви можете зробити з класом шаблонів на C ++?
Використовуючи шаблонні класи, можна зменшити складність коду, визначивши загальні операції, що виконуються в шаблоновому класі, і використовувати цей клас шаблонів з декількома типами даних для отримання необхідних результатів.
Наприклад, якщо ми пишемо програму калькулятора, яка матиме методи, які приймають 2 вхідних параметра, може виконати додавання, віднімання, множення та ділення та повернути нам вихід.
Припустимо, початковою вимогою було лише розробити таку програму для роботи з натуральними числами. Для цього ви щойно написали клас із наведеним нижче шаблоном.
Клас Калькулятор:
(
загальнодоступний:
без підпису Додати (без підпису num1, unsigned num2) ()
безпідписаний віднімання (без знаку num1, без знаку num2) ()
без підписання Множитися (без знаку num1, без підпису num2) ()
неподписаний поділ (без підпису num1, без підпису num2) ()
);
Тепер із зміною вимоги вам пропонується виконати подібні операції для всіх цілих чисел (від’ємних і позитивних), а також десяткових типів (довгих).
З поточним класом ви напишете два додаткові класи або відредагуйте цей клас, щоб додати подібні функції як для довгих, так і для типів даних.
Однак, якщо ми використовували клас шаблонів, ми визначимо лише 1 клас шаблонів, який буде працювати на загальному типі даних, а тип даних, що повертають значення та параметри введення, визначатимуться на основі того, передана неподписана змінна чи якщо ви проходження довгого або внутрішнього типу даних:
Шаблон
Клас Калькулятор:
(
Загальнодоступне:
T Додати (T num1, T num2) ()
T Віднімання (T num1, T num2) ()
T Помножте (T num1, T num2) ()
T Поділ (T num1, T num2) ()
);
Робота з класом шаблонів в C ++
З прикладу калькулятора у наведеному вище розділі ми можемо використовувати цей загальний клас калькулятора в нашій головній функції або будь-якій іншій області нашої програми з різними типами даних, як показано нижче:
Недійсний основний () (
Довгий результатLong = Калькулятор.Додайте (20.7, 18.2);
Int resultInt = Calculator.Add (10, -15);
Непідписаний результатUnsigned = Calculator.Add (10, 18);
)
Тут тип даних T, визначений у загальному класі, буде визначатися на основі типу даних вхідних параметрів, переданих функціям.
Переваги шаблонного класу в C ++
Основними перевагами використання шаблонів класів є:
- Потрібно визначити лише 1 клас, який буде працювати з різними типами даних.
- Під час компіляції екземпляри цього шаблонного класу генеруються лише для тих типів даних, для яких клас шаблонів був використаний у програмі.
Наприклад, якщо у вищенаведеному прикладі ми використовуємо лише клас шаблонів із типом даних int, компілятор створить екземпляр лише типу даних int, отже, економлять простір, який був би використаний реалізацією типів даних Long and Unsigned, якби ми писали індивідуальні заняття для кожного.
- Як ми вже бачили, створення та використання шаблонного класу зменшить зусилля та рядки коду для розробки, а також зменшить складність та час налагодження програми для будь-яких питань, оскільки ви працюєте лише з 1 класом.
Необхідний клас шаблонів в C ++ навичках
Створення та використання шаблонів класів дуже просте і не вимагає від вас будь-яких передових навичок програмування на C ++. Все, що вам потрібно зробити, це проаналізувати класи, які матимуть загальні функції, та створити клас шаблонів для всіх.
Чому ми повинні використовувати клас шаблонів у C ++?
Ми завжди повинні намагатися включати шаблонні класи в наші програми, коли ми працюємо над корпоративним додатком, який може змінюватися і зростати в майбутньому. Це допоможе нам у майбутньому, коли ми працюємо над розширенням функціональних можливостей програми, тоді ми розуміємо, що велика частина роботи вже буде керована шаблоновими класами, і коли додаток стане складним протягом певного часу, код все ще залишатиметься компактним і зрозумілий для кожного, хто шукає програму.
Для чого нам потрібен клас шаблонів на C ++?
Клас шаблонів працює як контейнер, який стає дуже зручним, коли кілька класів будуть виконувати одну і ту ж функцію аналогічно для різних типів даних. Цей контейнер буде містити функціональні можливості в одне ціле, яке може використовуватися для різних типів даних відповідно до вимоги.
Ще одне поширене використання для шаблонного класу може шукати для реалізації структур даних, таких як пов'язаний список, стеки, черги для підтримки різних типів даних. Ці структури даних будуть дотримуватися однакового підходу для проштовхування, спливання та переходу елементів, незалежно від типу даних, і тому вони можуть бути використані при впровадженні шаблонного класу.
Як ця технологія допоможе вам у кар’єрному зростанні?
Маючи хороші знання та практичні поняття, такі як клас шаблонів, це те, що відокремить вас як програміста для корпоративного додатку від програми, яка тільки навчилася програмувати і, можливо, не зможе адаптуватися до великого корпоративного додатку одразу в найбільш оптимізований спосіб.
Це також дозволить писати коди з більшою зрозумілістю та розширюваністю.
Висновок
Під час роботи та програмування на будь-якій мові наша мета завжди повинна підтримувати повторне використання нашого коду, роблячи його максимально загальним, зберігаючи його модульним і компактним. Класові шаблони - прекрасний спосіб досягти цього для класів із загальними подібними функціями.
Рекомендована стаття
Це був посібник щодо того, що таке клас шаблонів у C ++ ?. Тут ми обговорили переваги разом із потребою класу шаблонів у C ++. Ви також можете переглянути наступні статті, щоб дізнатися більше -
- Шаблон на Java
- Веб-шаблони HTML
- Що таке ExpressJS?
- Що таке дослідницьке тестування?