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现在我们要制作一种盒子,它能够收纳多种类型的元素,比如int、double、char、string等等。
我们每接收到一个数据都将它用这种盒子包装起来,然后放到同一个vector中。
为了能够包装不同类型的元素,我们决定用模板类来实现这种盒子,并起名为CBox.
然而,我们注意到CBox<int>、CBox<char>等类虽然定义自相同的模板类,但实际上它们是不相容的类型。
为了能够放到一个vector中,我们决定为CBox模板类定义一个抽象父类CBoxObject。
这样我们就能利用父类指针将不同的CBox实例类对象集中放到一个vector<CBoxObject*>中啦。
下面给出CBoxObject抽象类的定义:(不可修改)
class CBoxObject {
protected:
string type; // 记录类型信息
public:
CBoxObject(string _type) : type(_type) {}
virtual void show(ostream&) const = 0; // 用于输出信息
};
为了查看vector中任意盒子的数据,我们决定采用多态的技术来实现:
1. 要求CBox模板类继承CBoxObject类,并且要定义一个成员变量;
2. CBox要实现父类虚函数void show(ostream&),show函数将信息输出到ostream中,
1) 一般输出格式为:{type: value}
2) 如果元素为空指针,则输出为:{}
3. 为CBox模板类添加void setVal(T _val)函数,以便于修改数据
下面给出测试主函数如下:(不可修改)
template<typename T>
void pushBox(istream& in, vector<CBoxObject*>& container, const string& type) {
T val;
in >> val;
container.emplace_back(new CBox<T>(type, val));
}
int main() {
string type; // 数据类型
int n, index; // n为输入次数,index为vector数组下标
cin >> n;
vector<CBoxObject*> pBoxes;
pBoxes.reserve(n); // 预先分配足够的空间(pBoxes.size()==0依然成立)
while (n-- > 0) {
cin >> type;
// 根据数据类型分别包装
if (type == "char") pushBox<char>(cin, pBoxes, type);
else if (type == "int") pushBox<int>(cin, pBoxes, type);
else if (type == "double") pushBox<double>(cin, pBoxes, type);
else if (type == "string") pushBox<string>(cin, pBoxes, type);
// 我们觉得一个盒子也是可以包装另一个盒子的
// 为了便捷起见,我们采用盒子指针来表示盒子间的包装关系
else if (type == "box") {
cin >> index;
auto box = new CBox<CBoxObject*>("box", nullptr);
// 根据index从pBoxes已有的盒子中选择一个用新盒子包装
if (0 <= index && index < pBoxes.size()) {
box->setVal(pBoxes[index]);
// 现实中盒子是不能自己包装自己的
// 在本题中,如果盒子自己包装自己,则将指针值设置为空
// 本题暂不考虑链表成环问题
}
pBoxes.emplace_back(box);
}
index = (int)pBoxes.size() - 1;
cout << *pBoxes[index] << endl;
}
for (CBoxObject*& box : pBoxes) delete box;
return 0;
}
在决定使用CBoxObject*原生指针类型作为CBox的模板参数时,你可能会发现一个问题:
a)如果包装的值是"空指针nullptr"(NULL倒不会),则在输出时会出现问题!
b)如果包装值是非空指针,那么一般来说打印指针值是没有什么价值的,我们更关注的是指针所指向的内容。
我们希望能够对T*这样的模板参数类型定义不同处理方式。
通过进一步学习可以了解到c++支持的"模板偏特化"方法:
template<typename T> class CC { ...... };
template<typename T> class CC<T*> { ...... };
template<typename T> class CC<const T*> { ...... };
......
4. 为CBox模板类定义适合以原生指针作为模板参数的特化版本
由于定义的成员变量为指针类型,且同一对象被new出来后可能被赋予多个所有者,
为了简化编程,本题不考虑析构函数(使用默认的即可)
(要进一步保障复制和析构安全性,避免内存泄露,可以考虑加入"引用计数指针"进一步完善定义,本题目不作要求)
本题的特化版本为:
template <>
class CBox<CBoxObject *> :public CBoxObject
{
CBoxObject *data;
在处理输出时,你可能会写出"cout<<val;"和"cout<<*val;"这样的语句以通用于int*,string*等其它原生指针
如果使用了CBox<T*>,请注意为相应的T类要有输出重载
5. 为CBoxObject类重载输出
输入
参见主函数
输出
输出格式:{type: value}
如果为value为空指针(nullptr),则输出为:{}
输入样例1
输出样例1
首先要看出来它用了标准模板库STL的vector,我们要包含vector文件。
然后就是对于指针类型的我们需要特例化,不让它调用通用模板,另外写一个。
- ostream& operator<<(ostream& out, CBoxObject& box) {
- box.show(out);
- return out;
- }
- ostream& operator<<(ostream& out, CBoxObject* box) {
- box->show(out);
- return out;
- }
- template<class T>
- class CBox: public CBoxObject {
- protected:
- T value;
- public:
- CBox(string type, T value): CBoxObject(type), value(value) {}
- virtual void show(ostream& out) const{
- out << '{' << type << ": " << value << '}';
- }
- void setVal(T _val) {
- value = _val;
- }
- };
- template<>
- class CBox<CBoxObject*>: public CBoxObject {
- protected:
- CBoxObject* value;
- public:
- CBox(string type, CBoxObject* value): CBoxObject(type), value(value) {}
- virtual void show(ostream& out) const{
- if(value)
- out << '{' << type << ": " << value << '}';
- else out<<"{}";
- }
- void setVal(CBoxObject* _val) {
- value = _val;
- }
- };