類別範本(Class template)

http://openhome.cc/Gossip/CppGossip/ClassTemplate.html

可以在C++中使用「類別範本」（Class template），又稱「通用類別」（Generic class），舉個例子來說，曾經介紹過如何撰寫一個自訂的陣列類別（以 自訂例外類別 中的SafeArray為例），當時該類別很明顯的，只能用於建立int型態的陣列，如果您想要使用於double、char或其它資料型態，難道要一一 建立這些類別嗎？當然不是，您可以宣告類別為類別範本，讓我們的程式碼撰寫可以提高重覆使用。

要宣告一個類別成為樣版類別，您可以這麼宣告： 

template <class 型態名稱> 
class 類別名稱{ 
    // ........ 
};

在類別定義外部定義的樣版函式（在::之前加上<型態名稱>），以及如何使用樣版類別建立物件，這邊直接使用實例來介紹：

• SafeArray.h

#include "ArrayIndexOutOfBoundsException.h"

template <class CType>
class SafeArray { 
public: 
    // 建構函式 
    SafeArray(int); 
    // 解構函式 
    ~SafeArray();
 
    CType get(int); 
    void set(int, CType);
 
    int length;
private:
    CType *_array; 

    bool isSafe(int i); 
};

// 動態配置陣列
template <class CType>
SafeArray<CType>::SafeArray(int len) {
    length = len;
    _array = new CType[length];
}

// 測試是否超出陣列長度
template <class CType>
bool SafeArray<CType>::isSafe(int i) {
    // 
    if(i >= length || i < 0) {
        return false;
    } 
    else {
        return true;
    }
}

// 取得陣列元素值
template <class CType>
CType SafeArray<CType>::get(int i) {
    if(isSafe(i)) {
        return _array[i]; 
    }
    else {
        // 存取超過陣列長度，丟出例外 
        throw ArrayIndexOutOfBoundsException(i); 
    }
}

// 設定陣列元素值
template <class CType>
void SafeArray<CType>::set(int i, CType value) {
    if(isSafe(i)) {
        _array[i] = value;
    }
    else {
        // 存取超過陣列長度，丟出例外
        throw ArrayIndexOutOfBoundsException(i); 
    }
}

// 刪除動態配置的資源
template <class CType>
SafeArray<CType>::~SafeArray() {
    delete [] _array;
}

您還需要自訂例外類別 中的Exception與ArrayIndexOutOfBoundsException類別，一個使用SafeArray類別範本的例子如下：

• main.cpp

#include <iostream> 
#include "SafeArray.h"
#include "Exception.h"
#include "ArrayIndexOutOfBoundsException.h"
using namespace std; 

int main() {
    SafeArray<int> safeArray1(10);
    SafeArray<double> safeArray2(10);
 
    try {
        for(int i = 0; i < safeArray1.length; i++) {
            safeArray1.set(i, (i + 1) * 10);
        }
 
        for(int i = 0; i < safeArray1.length; i++) {
            cout << safeArray1.get(i) << " ";
        }

        cout << endl;

        for(int i = 0; i < safeArray2.length; i++) {
            safeArray2.set(i, (i + 1) * 0.1);
        }
 
        for(int i = 0; i < safeArray2.length; i++) {
            cout << safeArray2.get(i) << " ";
        }
 
        cout << endl;
    }
    catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        cout << endl
             << e.message()
             << endl;
    }
    catch(Exception e) {
        cout << endl
             << e.message()
             << endl;
    }
 
    return 0; 
} 

執行結果：

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

在這個例子中，您可以分別建立一個物件內部成員為int與double型態的SafeArray實例，但不用為它們個別撰寫不同的類別，這可以讓我們所定 義的類別更具有通用性。