实验八函数模板与类模板
一、实验目的
1．理解模板的作用。
2. 学习函数模板及其声明方法。
3. 掌握模板函数及其生成方法。
4. 学习函数模板的异常情况的处理方法。
5. 学习类模板的定义和使用方法。
一、实验内容
1. 设计一个函数模板，其中包括数据成员T a[n]以及对其进行由大到小排序的成员函数 sort( )，模板参数T可实例化成字符串。
2. 设计一个分数类模板，要求：
（1）分数类模板中包含：两个分数的加、减、乘法、除运算；
（2）分数的输出格式：分子/分母；
（3）测试程序中分子和分母既可以同时为int类型，也可以同时为float类型。
3. 整数vector容器A和vector容器B，编程实现将A的在B中也有的元素给删除掉？（选做）
4. 使用STL中的映射（map）容器，建立阿拉伯的数字0~9和英文单词Zero到Nine的映射关系，并输入阿拉伯数字（如：1），输出英文数字（如：One）。
（选做）。
面向对象的程序设计（C++）教学大纲教学目的本课程为高级语言程序设计的入门课程，完全针对零起点的学生，可作为其他信息类相关课程的基础课。
目标是使学生通过本课程的学习，掌握面向对象程序设计的基本概念和方法、C++的基本语法和编程方法；学会使用集成开发环境；掌握程序调试方法；初步了解常用数据结构和非数值算法；初步了解C++标准模板库的使用方法。
教学任务完成《C++语言程序设计（第4版）》教材内容，及《C++语言程序设计（第4版）学生用书》中的实验内容，另有学生自主选题的大作业、选作的论文回报告。
学时：大课30、实验30、课外30、课外讨论10学时。
教学内容的结构课程由4个模块共12个教学单元组成，对应于《C++语言程序设计（第4版）》的十二章内容。
教学活动以及教学方法上的基本要求大课、实验、课外作业、自选题目的大作业、论文和报告结合，学时大课30、实验30、课外30。
另有课外讨论环节。
通过大课讲解基本原理和方法；通过实验课巩固大课内容，并在助教辅导下完成基础实验，当堂由助教验收；课外作业由学生独立完成，并提交清橙考试系统进行评分。
自选题目的大作业要在期中提交选题报告，逐一批改并给出评语，期末提交全部文档及程序并且逐一答辩。
答辩形式为：学生演示5分钟，教师提问5分钟，当即给出成绩。
论文和报告属于加分因素。
课外讨论安排在每次大课之后，加1学时，自愿参加，每人每学期至少参加一次。
内容为：教师对难点进行复习、讲解补充例题，学生提问和讨论。
模块及单元教学目标与任务模块1：程序设计基础单元1 绪论要点：●面向对象程序设计语言的产生和特点，面向对象方法的由来及其基本概念，面向对象的软件工程简介；●信息在计算机中的表示和存储，程序的开发过程。
教学任务：1.1计算机程序设计语言的发展1.2面向对象的方法1.3面向对象的软件开发1.4信息的表示与存储1.5程序的开发过程作业及实验：作业1、实验一单元2 C++简单程序设计要点：●C++语言的发展历史及其特点；●构成C++语句的基本部分—字符集、关键字、标识符、操作等；●C++的基本数据类型和自定义数据类型；●顺序、选择和循环结构。
//-------------------------------------------------------//求绝对值的函数模板,本例的绝对值函数可自动基于实参类型调整形参类型和返回值类型//-------------------------------------------------------#include<iostream>using namespace std;//-------------------------------------------------------template<typename T>T abs(T x){ return x<0?-x:x; }//-------------------------------------------------------void main(){int n=-5;double d=-5.5;cout<<abs(n)<<endl;cout<<abs(d)<<endl;}//-------------------------------------------------------//交换两个数的函数模板,本例Swap函数其形参可为任意相容类型//-------------------------------------------------------#include<iostream>using namespace std;//-------------------------------------------------------template<typename T1,typename T2>void Swap(T1 &x, T2 &y){T1 x1 = x;T2 y1 = y;x = y1;y = x1;}//-------------------------------------------------------void main(){int x = 8;double y = 3.14;cout<<"交换前：x="<<x<<"；y="<<y<<endl;Swap(x,y);cout<<"Swap后：x="<<x<<"；y="<<y<<endl;}//--------------------------------------------------------------------------/*类模板应用举例,本例示范了一个类模板Store，它可以对任意类型数据进行存取体会本例，考虑实现一个通用的单项链表构造、遍历、添加节点、删除节点等算法*///--------------------------------------------------------------------------#include <iostream>using namespace std;//--------------------------------------------------------------------------// 结构体Studentstruct Student{int id; //学号float gpa; //平均分};//--------------------------------------------------------------------------template <class T> //类模板：实现对任意类型数据进行存取class Store{private:T item; // 用于存放任意类型的数据int haveValue; // 用于标记item是否已被存入内容public:Store(void); // 默认形式（无形参）的构造函数T GetElem(void); //提取数据函数void PutElem(T x); //存入数据函数};//--------------------------------------------------------------------------// 默认形式构造函数的实现，将haveValue设置为0template <class T>Store<T>::Store(void): haveValue(0) //直接将成员变量haseValue初始化为0{}//Store<T>::Store(void)//{// haveValue = 0;//}//--------------------------------------------------------------------------template <class T> // 提取数据函数的实现T Store<T>::GetElem(void){ // 如果试图提取未初始化的数据，则终止程序if (haveValue == 0){ cout << "item 不存在!程序终止" << endl;exit(1);}return item; // 返回item中存放的数据}//--------------------------------------------------------------------------template <class T> // 存入数据函数的实现void Store<T>::PutElem(T x){ haveValue++; // 将haveValue 置为TRUE，表示item中已存入数值item = x; // 将x值存入item}//--------------------------------------------------------------------------void main(void){Student g= {1000, 23}; //此处使用的结构体初始化，相当于：g.id=1000; g.gpa=23;Store<int> S1, S2; //实例化类模板S1,S2它们均为int 类型Store<Student> S3;//实例化类模板S3,它是自定义的结构体Student类型Store<double> D; //实例化类模板D 它们均为double 类型S1.PutElem(3);S2.PutElem(-7);cout << S1.GetElem() << " " << S2.GetElem() << endl;S3.PutElem(g);//以下语句均是错误的，因为S3初始化时指明的模板是Student，故PutElem接收的参数也必须是Student//S3.PutElem(3)//S3.PutElem(s1)cout << "The student id is " << S3.GetElem().id << endl;cout << "尝试获取D 中的元素：" ;cout << D.GetElem() << endl; //输出对象D的数据成员// 由于D未经初始化,在执行函数D.GetElement()时出错}//--------------------------------------------------------------------------//动态数组类模板程序,本例可实现任意数值类型的数组，其长度动态改变，值得收藏借鉴//--------------------------------------------------------------------------#include <iostream>#include <string>#include <iomanip>using namespace std;//--------------------------------------------------------------------------template <class T>class Array{ private:T* alist;int size;public:Array(int sz = 50); // 构造函数Array(const Array<T>& A); //拷贝构造函数~Array(void){if(alist) delete[] alist;}Array<T>& operator= (const Array<T>& A); //重载"="运算符T& operator[](int i); //重载下标操作符int ListSize(void) const{return size;} //返回数字大小void Resize(int sz); //重置数组大小};//--------------------------------------------------------------------------template <class T>Array<T>::Array(int sz){try{if(sz<=0){char s[32];sprintf(s,"无效的数组长度：%d",sz);throw exception(s);}alist = new T[sz];size = sz;//if(alist==NULL) ... 无效，new申请内存失败不会返回NULL}catch(...){alist = NULL;cout<<"未知错误：可能内存不够"<<endl;}}//--------------------------------------------------------------------------template <class T>Array<T>::Array(const Array<T>& A){try{size = A.size;alist = new T[size];int n=szie;T *pSrc=A.alist;T *pDst=alist;while(n--) *pDst++=*pSrc++;}catch(exception &e){alist = NULL;throw exception(e.what());}catch(...){alist = NULL;char s[32];sprintf(s,"无效的数组长度：%d",sz);throw exception(s);}}//--------------------------------------------------------------------------template <class T>Array<T>& Array<T>:: operator= (const Array<T>& A){try{if(A.alist == alist) return *this; //表明是自己赋给自己。
