آنچه می‌خوانید ویراست جدید نوشته‌ای است که اولین بار با عنوان «قالبها در ++C»
خرداد ماه ۱۳۸۵
از طریق وبگاه برنامه‌نویسی و طراحی الگوریتم (عنوان و طرح پیشین وبگاه الگوریتمستان)
منتشر شده بود.
یکی از امکانات جالب و مفید زبان ++C قالبها (Templates) هستند که انعطاف زیادی به کدنویسی می‌دهند.
فرض کنید در یک برنامه نیاز به تعویض مقادیر دو متغیر هست. یعنی مثلا می‌خواهیم مقادیر a و b را با هم عوض کنیم. اگر a و b از نوع صحیح باشند، تابع جابجایی می‌تواند به این صورت باشد:
void swap(int &a, int &b){
int temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
حال اگر بخواهیم مقادیر دو تا متغیر اعشاری را عوض کنیم، تابع فوق به کار نمی‌آید و باید تابع جدیدی بنویسیم. اما اگر از قالب استفاده کنیم، همه‌ی مشکلات حل می‌شوند.
به قطعه کد زیر توجه کنید:
template< class T >
void swap(T &a, T &b){
T Temp;
Temp = a;
a = b;
b = Temp;
}
این کد روش استفاده از قالب را نشان می‌دهد. وقتی کامپایلر به این قطعه کد می‌رسد، متوجه می‌شود که یک تعریف کلی از یک تابع ارائه شده است. به جای T میتوان در زمان فراخوانی تابع، هر نوع داده‌ی استاندارد، ساختمان یا کلاس استفاده کرد. به عنوان مثال:
int n = 5, m = 6;
double x = 0.12, y = 125.6;
char a = 'A', b = 'B';
swap(n, m);
swap(x, y);
swap(a, b);
cout << " n = " << n << ", m = " << m << endl;
cout << " x = " << x << ", y = " << y << endl;
cout << " a = " << a << ", b = " << b << endl;
خروجی:
n = 6, m = 5
x = 125.6, y = 0.12
a = B, b = A
به عبارت ساده‌تر، وقتی کامپایلر به کد
می‌رسد، متوجه می‌شود که باید T را int در نظر بگیرد و ...
همانطور که گفته شد، می‌توانید برای اشیاء کلاس‌ها و ساختمان‌ها هم از قالب استفاده کنید. اگر strval1 و strval2 دو متغیر از نوع ساختمان دلخواه باشند، عبارت
کاملا درست بوده و باعث جابجایی متغیرهای متناظر ساختمان‌ها می‌شود.
قالبها از تمامی امکانات ++C نظیر سربارگزاری، تعریف مجدد و پارامترهای پیش‌فرض پشتیبانی می‌کند. مهم‌تر از همه این که میتوان از قالبها برای تعریف کلاس‌ها استفاده کرد:
template< class T >
class myclass{
private:
T a;
public:
myclass(T x){
set_a(x);
}
T get_a(){
return a;
}
void set_a(T x){
a = x;
}
};
با توجه به تعریف فوق، برای مشخص کردن اشیاء میتوان نوشت:
myclass<int> n(7);
myclass<float> d(10.5);
توجه داشته باشید که لازم نیست همه‌ی متغیرها از نوع کلی باشند. تابع زیر را در نظر بگیرید که یک آرایه و تعداد اعضای آن را دریافت کرده و این اعضا را چاپ می‌کند:
template< class T >
void print(T *arr, int n){
int i;
for (i = 0 ; i < n ; i ++)
cout << *(arr + i) << endl;
}
در ضمن میتوان به جای یک نوع کلی، از چند نوع استفاده کرد:
template< class type1, class type2, . . . , class typeN >
از کاربردهای دیگر قالبها میتوان به توابع مرتب‌سازی، توابع جستجو، پشته‌ها، لیست‌های پیوندی، درخت‌ها و صف‌ها اشاره کرد.