Bài giảng Kỹ thuật lập trình: Bài 11 - TS. Đào Trung Kiên

Chapter 11: Lập trình khái quát (Generic programming) EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Khuôn mẫu hàm (Function templates) EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội General Đôi ta muốn viết lần tạo hàm với tham số thuộc nhiều kiểu khác nhau, thay phải viết chồng nhiều hàm tương tự   int max(int a, int b) { return a>b ? a:b; } double max(double a, double b) { return a>b ? a:b; } float max(float a, float b) { return a>b ? a:b; }  lập trình mức độ khái quát cao hơn: coi kiểu biến tham số (type parameterization) Khuôn mẫu hàm (function template): khái niệm giúp định nghĩa hàm mà chưa xác định kiểu tham số    Có thể hiểu viết gộp chung hàm chồng giống mặt thuật toán Kiểu tham số tham số khn mẫu EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Định nghĩa hàm khái quát Ví dụ 1:   template void swap(T& a, T& b) { T c = a; a = b; b = c; }  T giả định kiểu tham số a, b biến c T xác định gọi hàm T tham số khuôn mẫu, a, b tham số hàm   Ví dụ 2:   template void push(Containter& s, Object o) { } Có thể dùng từ khố “class” thay “typename”   template void swap(T& a, T& b) { } EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Gọi hàm khái quát Gọi với kiểu tường minh:   max(a, b); max(x, y); swap(s1, s2); swap(p1, p2); push(l, st); Gọi với kiểu ngầm định:   int a, double max(a, max(x, max(a, b; x, y; b); //  max(a, b); y); //  max(x, y); x); //  lỗi EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Chồng hàm khái qt Các khn mẫu hàm định nghĩa chồng   template T max(T a, T b) { } template T max(T a, T b, T c) { } template T max(T* arr, int n) { } Gọi hàm chồng   max(10, 20); max('c', 'f'); max(1.5, 2.1, 3.14); max("1un34k", 6); EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Cá biệt hoá hàm khái quát Có thể định nghĩa phiên cho trường hợp riêng hàm khái quát   template T max(T a, T b) { return a>b ? a:b; } template const char* max(const char* s1, const char* s2) { return strcmp(s1, s2) == ? s1:s2; } Cá biệt hố khơng hồn tồn   template void push(Containter& s, Object o) { } template void push(Stack& s, Object o) { } EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Khơng khái qt hố kiểu tham số… Khái quát hoá kiểu trả   template Product makeProd(Worker& w) { w.work(); return w.getResult(); } Khái quát hoá kiểu biến cục   template void forEach(const List& l) { Iterator i = l.first(); for (; i!=l.last(); i = i.next()) doSmth(i.get()); } EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Tham số khuôn mẫu không kiểu Có thể giá trị  sử dụng giá trị   template Object* makeArray() { return new Object[N]; } string* p1 = makeArray(); SinhVien* p2 = makeArray(); Cả giá trị kiểu tham số   template T range(T t) { return tmax ? max : t); } y = range(x); b = range(a); EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Lưu ý dùng hàm khái quát   Phần thực thi khuôn mẫu hàm thực biên dịch có thơng tin kiểu  viết khn mẫu hàm thư viện nguyên mẫu phần thực thi hàm viết file h (có thể viết riêng phần thực thi file khác include vào file h) Khi sử dụng tham số thuộc kiểu trình biên dịch sinh hàm tương ứng với kiểu tham số   int a = 10, b = 20; swap(a, b); //  sinh ra: void swap(int&, int&) { } swap(x, y); //  void swap(float&, float&) { } Có thể dùng trường hợp cụ thể phát sinh lỗi cú pháp  template T divide(T a, T b) { return a/b; } double z = divide(1.5, 0.5); // OK const char* c = divide("ssss", "dddd"); 10 // lỗi EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Khuôn mẫu lớp (Class templates) 11 EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Khái niệm   Tương tự với hàm, lớp khái qt hố  khn mẫu lớp Lớp khai báo sử dụng kiểu chưa xác định tham số hoá  12 template class Array { private: int N; Object* p; public: void setAt(int i, Object o) { } Object& operator[](int i) { } }; EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Phương thức bên ngồi khn mẫu lớp template class Array { private: int N; Object* p; public: Array(int N); ~Array(); void setAt(int i, Object o); int length() const; Object& operator[](int i); }; template Array::~Array() { delete[] p; } template Array::Array(int N) { this->N = N; p = new Object[N]; } template Object& Array:: operator[](int i) { return p[i]; }  template void Array:: setAt(int i, Object o) { p[i] = o; } template int Array::length() const { return N; } Các phương thức khai báo tương tự khuôn mẫu hàm 13 EE3490: Kỹ thuật lập trình – HK1 2017/2018 TS Đào Trung Kiên – ĐH Bách khoa Hà Nội Sử dụng đối tượng lớp khái quát  Ví dụ:  Array a(10); for (int i=0; i