Mavzuga kirish; Shablonlar nazariyasi; Misol: Umumiy toifa

Umumiy funksiyaning boshqacha ko’rinishi.
Quyidagi misolda swapargs( ) funksiyasi boshqacharoq ko'rinishda e'lon qilingan. Ya'ni shablon birinchi satrda funksiya esa alohida satrda joylashgan.

1. 
   template
   
2. 
   void swapargs(X &a, X &b)
   
3. 
   {
   
4. 
   X temp;
   
5. 
   temp = a;
   
6. 
   a = b;
   
7. 
   b = temp;
   
8. 
   }
   

Lekin bu ko'rinishda birinchi va ikkinchi satr o'rniga bironta kod yozilsa xatolik beradi.

1. 
   template
   
2. 
   int c // ERROR
   
3. 
   void swapargs(X &a, X &b)
   
4. 
   {
   
5. 
   X temp;
   
6. 
   temp = a;
   
7. 
   a = b;
   
8. 
   b = temp;
   
9. 
   }
   

Funksiya shablonini override (qayta yozish) qilish.

1. 
   template void swapargs(X &a, X &b)
   
2. 
   {
   
3. 
   X temp;
   
4. 
   temp = a;
   
5. 
   a = b;
   
6. 
   b = temp;
   
7. 
   cout << "swapargs funksiya shabloni chaqirildi.\n";
   
8. 
   }
   
9. 
   // Bunda swapargs() funksiyasi faqatgina int tipi uchun ishlaydi.
   
10. 
    void swapargs(int &a, int &b)
    
11. 
    {
    
12. 
    int temp;
    
13. 
    temp = a;
    
14. 
    a = b;
    
15. 
    b = temp;
    
16. 
    cout << " int tipi uchun maxsus swapargs funksiyasi.\n";
    
17. 
    }
    
18. 
    int main()
    
19. 
    {
    
20. 
    int i=10, j=20;
    
21. 
    double x=10.1, y=23.3;
    
22. 
    char a='x', b='z';
    
23. 
    cout << "Original i, j: " << i << ' ' << j << '\n';
    
24. 
    cout << "Original x, y: " << x << ' ' << y << '\n';
    
25. 
    cout << "Original a, b: " << a << ' ' << b << '\n';
    
26. 
    swapargs(i, j); // calls explicitly overloaded swapargs()
    
27. 
    swapargs(x, y); // calls generic swapargs()
    
28. 
    swapargs(a, b); // calls generic swapargs()
    
29. 
    cout << "Swapped i, j: " << i << ' ' << j << '\n';
    
30. 
    cout << "Swapped x, y: " << x << ' ' << y << '\n';
    
31. 
    cout << "Swapped a, b: " << a << ' ' << b << '\n';
    
32. 
    return 0;
    
33. 
    }
    

Dastur natijasi:
Original i, j: 10 20
Original x, y: 10.1 23.3
Original a, b: x z
int tipi uchun maxsus swapargs funksiyasi.
swapargs funksiya shabloni chaqirildi.
swapargs funksiya shabloni chaqirildi.
Swapped i, j: 20 10
Swapped x, y: 23.3 10.1
Swapped a, b: z x


Funksiya shablonini Override qilish yangi usuli:

1. 
   template<> void swapargs(int &a, int &b)
   
2. 
   {
   
3. 
   int temp;
   
4. 
   temp = a;
   
5. 
   a = b;
   
6. 
   b = temp;
   
7. 
   cout << " int tipi uchun maxsus swapargs funksiyasi.\n";
   
8. 
   }
   

Funksiya shablonini overload qilish:
// Oddiy funksiyalardek, funksiya shablonini ham overload qilish mumkin.

1. 
   #include
   
2. 
   using namespace std;
   
3. 
   // f() funksiya shablonining birinchi turi.
   
4. 
   template void f(X a)
   
5. 
   {
   
6. 
   cout << "Inside f(X a)\n";
   
7. 
   }
   
8. 
   // f() funksiya shablonining ikkinchi turi.
   
9. 
   template void f(X a, Y b)
   
10. 
    {
    
11. 
    cout << "Inside f(X a, Y b)\n";
    
12. 
    }
    
13. 
    int main()
    
14. 
    Original i, j: 10 20
    
15. 
    Original x, y: 10.1 23.3
    
16. 
    Original a, b: x z
    
17. 
    int tipi uchun maxsus swapargs funksiyasi.
    
18. 
    swapargs funksiya shabloni chaqirildi.
    
19. 
    swapargs funksiya shabloni chaqirildi.
    
20. 
    Swapped i, j: 20 10
    
21. 
    Swapped x, y: 23.3 10.1
    
22. 
    Swapped a, b: z x
    
23. 
    {
    
24. 
    f(10); // calls f(X)
    
25. 
    f(10, 20); // calls f(X, Y)
    
26. 
    return 0;
    
27. 
    }
    

Funksiya shablonining kamchiligi:
• Umumiy funksiyalar funksiya overloadining o'rnini bosishi mumkin. Lekin bu yerda bitta kamchilik mavjud. Biz oddiy funksiyani overload qilganimizda, har xil ma'lumotlar tipi uchun funksiya tanasini har xil qilib yozishimiz mumkin. Lekin umumiy funksiyada har xil tip qabul qila olgani bilan funksiya tanasi har doim bir xil bo'ladi, chunki bitta funksiyaga murojaat bo'ladi.
• Faqatgina ma’lumotlar tipi har xil bo‟la oladi.

Umumiy sinflar (sinf shabloni)

Sinf shablonini e'lon qilishning umumiy formasi:
template class sinf_nomi{
...
}
Yoki quyidagi ko'rinishda e'lon qilish mumkin
template
class sinf_nomi {
...
}
Sinf shablonini ishlatish
sinf_nomi obyekt;


Sinf shabloni uchun oddiy misol.

1. 
   #include
   
2. 
   using namespace std;
   
3. 
   template
   
4. 
   class mypair {
   
5. 
   T a, b;
   
6. 
   public:
   
7. 
   mypair (T first, T second)
   
8. 
   {a=first; b=second;}
   
9. 
   T getmax ();
   
10. 
    };
    
11. 
    template
    
12. 
    T mypair::getmax ()
    
13. 
    {
    
14. 
    T retval;
    
15. 
    retval = a>b? a : b;
    
16. 
    return retval;
    
17. 
    }
    
18. 
    int main () {
    
19. 
    mypair myobject (100, 75);
    
20. 
    cout << myobject.getmax();
    
21. 
    return 0;
    
22. 
    }
    

Sinf shablonida ikki xil toifadan foydalanish

1. 
   #include
   
2. 
   using namespace std;
   
3. 
   template class myclass
   
4. 
   {
   
5. 
   Type1 i;
   
6. 
   Type2 j;
   
7. 
   public:
   
8. 
   myclass(Type1 a, Type2 b) { i = a; j = b; }
   
9. 
   void show() { cout << i << ' ' << j << '\n'; }
   
10. 
    };
    
11. 
    int main()
    
12. 
    {
    
13. 
    myclass ob1(10, 0.23);
    
14. 
    myclass ob2('X', "Templates add power.");
    
15. 
    ob1.show(); // show int, double
    
16. 
    ob2.show(); // show char, char *
    
17. 
    return 0;
    
18. 
    }
    

Dastur natijasi:
10 0.23
X Templates add power.

Maxsuslashtirilgan sinf shabloni

template<> konstruktori maxsusashtirilgan sinf shabloni uchun ishlatiladi.

1. 
   template class myclass {
   
2. 
   T x;
   
3. 
   public:
   
4. 
   myclass(T a) {
   
5. 
   cout << "Inside generic myclass\n";
   
6. 
   x = a;
   
7. 
   }
   
8. 
   T getx() { return x; }
   
9. 
   };
   
10. 
    // int toifasi uchun maxsuslashtirilgan sinf shabloni.
    
11. 
    template <> class myclass {
    
12. 
    int x;
    
13. 
    public:
    
14. 
    myclass(int a) {
    
15. 
    cout << "Inside myclass specialization\n";
    
16. 
    x = a * a;
    
17. 
    }
    
18. 
    int getx() { return x; }
    
19. 
    };
    

Shablonning asosiy xususiyatlari:
• reusable kod yozish imkonini beradi.
• Shablonlar yordamida framework lar yaratish mumkin
X Templates add power.
• Dastur kodi egiluvchanlik xususiyatiga ega bo'ladi.
• Turli xil tipdagi ma'lumotlar ustida ishlash uchun kod yozishda vaqtni tejash.
• C++ dagi STL lar (Standard Shablon Kutubxonalar), nomidan ko'rinib turibdiki, shablonlar yordamida yaratilgan

1. 
   Sinf shablonlari (class template)
   

Sinf uchun umumiy turni aniqlash mumkin.
Oldingi qismda funksiya uchun mo`ljallangan tur parametrga ega funksiya shabloni aniqlandi. Biz sinf uchun mo`ljallangan tur parametrga ega sinfni ham aniqlashimiz mumkin. Tur parametrlar sinfning tur shakllantiriladigan ixtiyoriy qismida foydalanilishi mumkin.
int qiymatlar uchun stek hosil qilish mumkin. Quyida, 1.1a-rasmdagi kabi, o`sha sinf nusxasi va uning UML sinf diagrammasi berilgan.

1.1-rasm. Stack – Stack sinfining umumiy versiyasi

1. 
   #ifndef STACK_H
   
2. 
   #define STACK_H
   

3. 
   class StackOfIntegers
   
4. 
   {
   
5. 
   public:
   
6. 
   StackOfIntegers();
   
7. 
   bool empty() const;
   
8. 
   int peek() const;
   
9. 
   void push(int value);
   
10. 
    int pop();
    
11. 
    int getSize() const;
    

12. 
    private:
    
13. 
    int elements[100];
    
14. 
    int size;
    
15. 
    };
    

16. 
    StackOfIntegers::StackOfIntegers()
    
17. 
    {
    
18. 
    size = 0;
    
19. 
    }
    

20. 
    bool StackOfIntegers::empty() const
    
21. 
    {
    
22. 
    return size == 0;
    
23. 
    }
    

24. 
    int StackOfIntegers::peek() const
    
25. 
    {
    
26. 
    return elements[size - 1];
    
27. 
    }
    

28. 
    void StackOfIntegers::push(int value)
    
29. 
    {
    
30. 
    elements[size++] = value;
    
31. 
    }
    

32. 
    int StackOfIntegers::pop()
    
33. 
    {
    
34. 
    return elements[--size];
    
35. 
    }
    

36. 
    int StackOfIntegers::getSize() const
    
37. 
    {
    
38. 
    return size;
    
39. 
    }
    

40. 
    #endif
    

Boyalgan int kalit so`zlarini double, char, yoki string bilan almashtirib, double, char va string qiymatlar uchun StackOfDouble, StackOfChar va StackOfString kabi sinflarni aniqlash uchun ushbu sinfni osongina o`zgartirishlar kiritishimiz mumkin. Lekin, deyarli bir xil bo`lgan bir nechta sinflarni aniqlamasdan, shunchaki ixtiyoriy turdagi elemen uchun ishlaydigan bitta shablon sinfni aniqlashimiz mumkin. Yangi umumiy Stack sinfi uchun UML diagramma 1.1b-rasmda berilgan. 1.4-kodli ro`yxatda umumiy tur elementlarini saqlashga mo`ljallangan umumiy stek sinfi aniqlangan.
1.4-kodli ro`yxat. GenericStack.h

1. 
   #ifndef STACK_H
   
2. 
   #define STACK_H
   

3. 
   template <typename T>
   
4. 
   class Stack
   
5. 
   {
   
6. 
   public:
   
7. 
   Stack();
   
8. 
   bool empty() const;
   
9. 
   T peek() const;
   
10. 
    void push(T value);
    
11. 
    T pop();
    
12. 
    int getSize() const;
    

13. 
    private:
    
14. 
    T elements[100];
    
15. 
    int size;
    
16. 
    };
    

17. 
    template <typename T>
    
18. 
    Stack::Stack()
    
19. 
    {
    
20. 
    size = 0;
    
21. 
    }
    

22. 
    template <typename T>
    
23. 
    bool Stack::empty() const
    
24. 
    {
    
25. 
    return size == 0;
    
26. 
    }
    

27. 
    template <typename T>
    
28. 
    T Stack::peek() const
    
29. 
    {
    
30. 
    return elements[size - 1];
    
31. 
    }
    

32. 
    template <typename T>
    
33. 
    void Stack::push(T value)
    
34. 
    {
    
35. 
    elements[size++] = value;
    
36. 
    }
    

37. 
    template <typename T>
    
38. 
    T Stack::pop()
    
39. 
    {
    
40. 
    return elements[--size];
    
41. 
    }
    

42. 
    template <typename T>
    
43. 
    int Stack::getSize() const
    
44. 
    {
    
45. 
    return size;
    
46. 
    }
    

47. 
    #endif
    

Sinf shablonlari sintaksisi asosan funksiya shablonlari bilan bir xil. Xuddi funksiya shablonidagi kabi sinf aniqlanishidan oldin template qo`shimchasi yozilishi kerak (47-qator).
template T>
Xuddi oddiy ma’lumot turiga o`xshab, sinfda tur parametri qo`llanilishi mumkin. Bu yerda T tur peek()(10-qator), push(T value) (11-qator), va pop() (12-qator) funksiyani aniqlash uchun ishlatilgan. Shuningdek, T tur 16-qatorda, massiv elementlarini e’lon qilishda ham qo`llanilgan.
Konstruktorlar va funksiyalar ularning o`zlari shablonlar ekanliklari inobatga olinmaganda, oddiy sinflardagi kabi, bir xil yo`l bilan aniqlanadi. Buni amalga oshirish uchun, template qo`shimchasini konstruktor yoki funksiyaning bosh qismidan avval joylashtirish kerak bo`ladi. Masalan:
template <typename T>
Stack::Stack()
{
size = 0;
}
template <typename T>
bool Stack::empty()
{
return size == 0;
}
template <typename T>
T Stack::peek()
{
return elements[size - 1];
}
Shu o`rinda e’tibor qaratishimiz lozimki, :: qarashlilik operatoridan oldin keladigan sinf nomi Stack, Stack emas.
Maslahat. GenericStack.h sinf aniqlanishini va tadbiqini bitta faylga o`tkazadi. Sinf aniqlanishini va tadbiqini ikkita turli fayllarga joylashtirish yaxshi ish albatta. Biroq, shunday bo`lsa ham, sinf shablonlari uchun ularni birlashtirish bir muncha xavfsizroq, chunki, ba’zi kompilyatorlar ularni tarqoq holda kompilyatsiya qilmaydi.
1.5-kodli ro`yxatda, uning qatorida int qiymatlar uchun va 18-qatorda satrlar uchun stek hosil qiluvchi sinovchi dastur berilgan.
1.5-kodli ro`yxat. TestGenericStack.cpp

1.