一、实验目的和要求
1.能够使用C++模板机制定义重载函数。
2.能够实例化及使用模板函数。
3.能够实例化和使用模板类。
4.应用标准C++模板库（STL）通用算法和函数对象实现查找和排序。
二、实验内容
1.分析并调试下列程序，了解函数模板的使用。
<span style="font-family:SimSun;font-size:16px;"> #include<iostream> using namespace std; template <class T> T max(T a,T b) { return a>b?a:b; } int main() { cout<<"max(6,5)is"<<max(6,5)<<endl; cout<<"max('6','5')is"<<max(6,5)<<endl; return 0; }</span>
（1）写出运行结果，分析编译系统工作过程。
程序输出结果如下：
分析结果：这个程序就是将a和b进行比较，输出两个数中大的数，主函数中 cout<<"max(6,5)is"<<max(6,5)<<endl;调用max函数，6比5大，因此输出6。 cout<<"max('6','5')is"<<max(6,5)<<endl;同理。
（2）如果定义函数重载，代码如下：
int max(int a,int b){return a>b?a:b;}
float max(float a,float b){return a>b?a:b;}
如果程序中有max（'6','5'）;调用时会出现什么错误？为什么？上机调试并分析原因。
定义函数重载后程序如下:
<span style="font-size:16px;">#include<iostream> using namespace std; template <class T> T max(T a,T b) {return a>b?a:b;} int max(int a,int b){return a>b?a:b;} float max(float a,float b){return a>b?a:b;} int main() { cout<<"max(6,5)is "<<max(6,5)<<endl; cout<<"max('6','5')is "<<max(6,5)<<endl; return 0; } </span>
程序运行结果如下：
2．分析调试下列程序，了解特定模板函数的作用。
<span style="font-size:16px;"> #include <iostream> using namespace std; template <typename T> T max(T a,T b) { return a>b?a:b;} char* max(char *a,char *b) {return strcmp(a,b)>0? a:b;} int main( ){ cout<<"max(6,5) is "<<max(6,5)<<endl; cout<<"max(\"China\",\"Japan\") is " <<max("China","Japan")<<endl; return 0; } </span>(2) 说明特定模板函数的作用。
答：特定模板函数的作用是可以替换原本会自动从函数模板中创建的模板实例，用来替换的函数。
3.声明一个类模板，利用它实现10个整数、浮点数和字符的排序。
编写程序如下：
<span style="font-size:16px;"> #include <iostream> #include<cstdio> template <class T> class MySort { public: MySort(T _stores[10]) { stores = _stores; } void DoSort(bool up = true) { for(int i = 0; i < 10; i++) { for(int j = i+1; j < 10; j++) { if(up)//升序 { if(stores[i] > stores[j]) { T temp = stores[i]; stores[i] = stores[j]; stores[j] = temp; } } else//降序 { if(stores[i] < stores[j]) { T temp = stores[i]; stores[i] = stores[j]; stores[j] = temp; } } } } } private: T *stores; }; int main() { //int int nums[10] = { 1, 3, 2, 9, 7, 6, 8, 10, 4, 5}; MySort<int> mySort(nums); mySort.DoSort(true);//升序 for(int i = 0; i < 10; i++) printf("%d ", nums[i]); printf("\n"); //float float nums1[10] = { 99.7f, 99.1f, 81.2f, 1.1f, 2.2f, 7.7f, 7.8f, 49.1f, 75.3f, 89.99f}; MySort<float> mySort1(nums1); mySort1.DoSort(false); for(int i = 0; i < 10; i++) printf("%0.2f ", nums1[i]); printf("\n"); // char char chars[10] = {'a', 'A', 'B', 'b', 'z', 'X', 'W', 'e', 'g', 'H'}; MySort<char> mySort2(chars); mySort2.DoSort(); for(int i = 0; i < 10; i++) printf("%c ", chars[i]); printf("\n"); return 0; } </span>
程序输出结果入下：
4.声明一个整型数组，使用C++标准模板库（STL）中的查找算法find（）进行数据的查找，然后应用排序算法sort（）对数据进行升序和降序排序。
编写程序如下：
<span style="font-size:16px;">#include<iostream> #include<vector> #include<algorithm> using namespace std; bool largeThan(int x,int y) { return x>y; } int main() { int a[7]={4,8,3,9,5,1,7}; size_t arrSize=7; int searchValue=5; vector<int> vec(a,a+arrSize); vector<int>::iterator it=find(vec.begin(),vec.end(),searchValue); if(it==vec.end()) cout<<"not found"<<endl; else cout<<searchValue<<"'s index is "<<(it-vec.begin())<<endl; //升序 sort(vec.begin(),vec.end()); for(vector<int>::iterator it=vec.begin();it!=vec.end();it++) cout<<*it<<ends; cout<<endl; //降序; sort(vec.begin(),vec.end(),largeThan); for(vector<int>::iterator it=vec.begin();it!=vec.end();it++) cout<<*it<<ends; cout<<endl; }</span>
程序运行结果如下：
三、分析与讨论
1.结合实验内容中第1题和第2题，说明编译器匹配函数的过程。
2.结合实验内容中第3题和第4题，比较利用自定义类模板排序和使用C++标准模板库排序的过程。
通过本次实验，我在实验中学到了使用C++模板机制定义重载函数和模板函数及模板类的使用。要注意的是在编译的过程中，编译器不会为没有用到的任何类型生成相应的模板函数，并且无论为一种类型使用了多少次函数模板，都只为该类型生成一个模板函数。函数模板的重载有多种方式，可以定义同名的函数模板，提供不同的参数和实现，也可以用其他非模板函数重载。
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