🏞️ 👩🏿‍🤝‍👨🏽 💣 C ++ टेम्पलेट मूल बातें: फ़ंक्शन टेम्पलेट 😂 📼 🧔🏽

अस्वीकरण: लेख फरवरी में वापस शुरू किया गया था, लेकिन, उन कारणों के लिए जो मुझ पर निर्भर हैं, यह समाप्त नहीं हुआ था। विषय बहुत व्यापक है, इसलिए इसे एक काट-छाँट के रूप में प्रकाशित किया गया है। जो फिट नहीं हुआ, उसे बाद में माना जाएगा।

प्रोग्रामिंग पैटर्न क्या हैं, यह जाने बिना आधुनिक C ++ को समझना असंभव है। भाषा का यह गुण कोड के अनुकूलन और पुन: उपयोग के लिए व्यापक संभावनाएं खोलता है। इस लेख में, हम यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि यह क्या है और यह कैसे काम करता है।

C ++ में टेम्पलेट तंत्र हमें विभिन्न प्रकारों के लिए एल्गोरिदम को एकजुट करने की समस्या को हल करने की अनुमति देता है: पूर्णांक, वास्तविक या उपयोगकर्ता प्रकारों के लिए विभिन्न कार्यों को लिखने की आवश्यकता नहीं है - यह सामान्यीकृत एल्गोरिदम को संकलित करने के लिए पर्याप्त है जो केवल सामान्य गुणों पर आधारित डेटा प्रकार से स्वतंत्र है। उदाहरण के लिए, सॉर्टिंग एल्गोरिदम पूर्णांक के साथ-साथ "कार" प्रकार की वस्तुओं के साथ भी काम कर सकता है।

फ़ंक्शन टेम्प्लेट और क्लास टेम्प्लेट हैं।

फ़ंक्शन टेम्प्लेट कार्य के व्यवहार का एक सामान्य विवरण है जिसे विभिन्न प्रकारों की वस्तुओं के लिए कहा जा सकता है। दूसरे शब्दों में, एक फ़ंक्शन टेम्पलेट (टेम्पलेट फ़ंक्शन, सामान्यीकृत फ़ंक्शन) विभिन्न कार्यों (या एक एल्गोरिथ्म विवरण) का एक परिवार है। विवरण द्वारा, फ़ंक्शन टेम्पलेट एक नियमित फ़ंक्शन के समान है: अंतर यह है कि कुछ तत्व परिभाषित नहीं हैं (प्रकार, स्थिरांक) और पैरामीटर किए जाते हैं।

क्लास टेम्प्लेट - एक उपयोगकर्ता प्रकार का सामान्यीकृत विवरण जिसमें विशेषताओं और प्रकार के संचालन को मानकीकृत किया जा सकता है। वे निर्माण हैं जिनके द्वारा मापदंडों के बजाय ठोस तर्कों को प्रतिस्थापित करके वास्तविक कक्षाएं उत्पन्न की जा सकती हैं।

आइए फ़ंक्शन टेम्पलेट्स पर अधिक विस्तार से विचार करें।

समारोह टेम्पलेट्स

पहला टेम्पलेट फ़ंक्शन कैसे लिखें?

दो के न्यूनतम तत्व को निर्धारित करने के मामले पर विचार करें। पूर्णांक और वास्तविक संख्या के मामले में, आपको 2 कार्य लिखने होंगे।

int _min(int a, int b){ if( a < b){ return a; } return b; } double _min(double a, double b){ if( a < b){ return a; } return b; }

आप निश्चित रूप से मान्य मापदंडों के साथ केवल एक फ़ंक्शन को लागू कर सकते हैं, लेकिन पैटर्न को समझने के लिए यह हानिकारक होगा।

यदि आवेदन संकलित किया जाता है तो क्या होगा? फ़ंक्शन के दोनों कार्यान्वयन आवेदन के बाइनरी कोड में गिर जाएंगे, भले ही उनका उपयोग नहीं किया जाता है (हालांकि, अब कंपाइलर बहुत स्मार्ट हैं, वे अप्रयुक्त कोड को काट सकते हैं)। और यदि आपको एक फ़ंक्शन जोड़ने की आवश्यकता है जो न्यूनतम 2 लाइनों को परिभाषित करता है (यह निर्दिष्ट किए बिना कल्पना करना मुश्किल है कि एक न्यूनतम रेखा है)!

इस मामले में, यदि एल्गोरिथ्म उन प्रकारों के लिए सामान्य है, जिनके साथ आपको काम करना है, तो आप फ़ंक्शन टेम्पलेट को परिभाषित कर सकते हैं। सिद्धांत, सामान्य मामले में, निम्नानुसार होगा:

एक फ़ंक्शन कार्यान्वयन कुछ प्रकार के लिए लिया जाता है;
हेडर टेम्प्लेट <वर्ग प्रकार> (या टेम्प्लेट <टाइपनेम का नाम>) असाइन किया गया है, जिसका अर्थ है कि एल्गोरिथ्म कुछ प्रकार के एब्स टाइप टाइप का उपयोग करता है;
फ़ंक्शन के कार्यान्वयन में, प्रकार का नाम टाइप द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

न्यूनतम फ़ंक्शन के लिए, हमें निम्नलिखित मिलते हैं:

 template<class Type> Type _min(Type a, Type b){ if( a < b){ return a; } return b; }

सबसे दिलचस्प तथ्य यह है कि जब न्यूनतम कार्य के लिए कोई कॉल नहीं होता है, जब संकलित किया जाता है, तो यह बाइनरी कोड ( तत्काल नहीं) में नहीं बनाया जाता है। और अगर आप विभिन्न प्रकारों के चर के साथ फ़ंक्शन कॉल का एक समूह घोषित करते हैं, तो प्रत्येक कंपाइलर टेम्पलेट के आधार पर अपना स्वयं का कार्यान्वयन बनाएगा।

टेम्प्लेट फ़ंक्शन को कॉल करना आम तौर पर एक साधारण फ़ंक्शन को कॉल करने के बराबर है। इस मामले में, कंपाइलर निर्धारित करेगा कि वास्तविक मापदंडों के प्रकार के आधार पर टाइप के बजाय किस प्रकार का उपयोग करना है। लेकिन अगर प्रतिस्थापित पैरामीटर अलग-अलग प्रकार के होते हैं, तो संकलक टेम्पलेट के कार्यान्वयन (आउटपुट को त्वरित रूप से) को लागू करने में सक्षम नहीं होगा। तो, निम्नलिखित कोड में, कंपाइलर तीसरी कॉल पर ठोकर खाएगा, क्योंकि यह निर्धारित नहीं कर सकता है कि टाइप क्या है (इसके बारे में क्यों सोचें::

 #include <iostream> template<class Type> Type _min(Type a, Type b) { if (a < b) { return a; } return b; } int main(int argc, char** argv) { std::cout << _min(1, 2) << std::endl; std::cout << _min(3.1, 1.2) << std::endl; std::cout << _min(5, 2.1) << std::endl; // oops! return 0; }

फ़ंक्शन को कॉल करते समय एक विशिष्ट प्रकार निर्दिष्ट करके इस समस्या को हल किया जाता है।

 #include <iostream> template<class Type> Type _min(Type a, Type b) { if (a < b) { return a; } return b; } int main(int argc, char** argv) { std::cout << _min<double>(5, 2.1) << std::endl; return 0; }

टेम्प्लेट फ़ंक्शन (नहीं) कब काम करेगा?

सिद्धांत रूप में, आप समझ सकते हैं कि संकलक टेम्पलेट में वांछित प्रकार का विकल्प देता है। लेकिन क्या परिणामी फ़ंक्शन हमेशा कार्यात्मक होगा? जाहिर है नहीं। किसी भी एल्गोरिथ्म को डेटा के प्रकार की परवाह किए बिना परिभाषित किया जा सकता है, लेकिन यह आवश्यक रूप से इस डेटा के गुणों का उपयोग करता है। टेम्पलेट फ़ंक्शन के मामले में _min, यह एक ऑर्डरिंग ऑपरेटर (ऑपरेटर <) को परिभाषित करने की आवश्यकता है।

किसी भी फ़ंक्शन टेम्पलेट कार्यान्वयन के आधार पर एक पैरामीटर प्रकार के कुछ गुणों की उपस्थिति को मानता है (उदाहरण के लिए, एक कॉपी ऑपरेटर, एक तुलना ऑपरेटर, एक विशिष्ट विधि की उपस्थिति, आदि) अपेक्षित C ++ भाषा मानक में, इसके लिए अवधारणाएं जिम्मेदार होंगी।

समारोह टेम्पलेट अधिभार

फंक्शन टेम्प्लेट को ओवरलोड भी किया जा सकता है। आमतौर पर जब यह ओवरलोड किया जाता है

 template<class Type> Type* _min(Type* a, Type* b){ if(*a < *b){ return a; } return b; }

विशेष मामले

कुछ मामलों में, फ़ंक्शन टेम्पलेट एक विशेष प्रकार के लिए अप्रभावी या गलत है। इस मामले में, आप टेम्पलेट को विशेषज्ञ कर सकते हैं, अर्थात्, इस प्रकार के लिए एक कार्यान्वयन लिखें। उदाहरण के लिए, स्ट्रिंग्स के मामले में, आप चाहते हैं कि फ़ंक्शन केवल वर्णों की संख्या की तुलना कर सकता है। फ़ंक्शन टेम्पलेट की विशेषज्ञता के मामले में, जिस प्रकार के लिए टेम्पलेट निर्दिष्ट किया गया है वह पैरामीटर में निर्दिष्ट नहीं है। निम्नलिखित इस विशेषज्ञता का एक उदाहरण है।

 template<> std::string _min(std::string a, std::string b){ if(a.size() < b.size()){ return a; } return b; }

विशिष्ट प्रकारों के लिए टेम्पलेट का विशेषज्ञता अर्थव्यवस्था के कारणों के लिए फिर से किया जाता है: यदि फ़ंक्शन टेम्पलेट के इस संस्करण का उपयोग कोड में नहीं किया गया है, तो यह बाइनरी कोड में शामिल नहीं होगा।

भविष्य के लिए, कई और पूर्णांक पैरामीटर बने रहते हैं। एक प्राकृतिक एक्सटेंशन क्लास टेम्प्लेट, जेनेरिक प्रोग्रामिंग की मूल बातें, और C ++ मानक पुस्तकालय का डिज़ाइन है। और उदाहरणों का एक गुच्छा!

C ++ टेम्पलेट मूल बातें: फ़ंक्शन टेम्पलेट

समारोह टेम्पलेट्स

पहला टेम्पलेट फ़ंक्शन कैसे लिखें?

टेम्प्लेट फ़ंक्शन (नहीं) कब काम करेगा?

समारोह टेम्पलेट अधिभार

विशेष मामले

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