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C++习题与解析-模板

王朝c/c++·作者佚名  2008-06-01
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01.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

template <class T>

T max(T x,T y)

{

return (x>y?x:y);

}

void main()

{

cout<<max(2,5)<<","<<max(3.5,2.8)<<endl;

}

解:

本题说明函数模板的使用方法。max()函数是一个函数模板,它返回两个参数中的较大者。在调用时自动联编相应的max()函数。所以输出为:5,3.5

注重:T为类型形式参数,可包含基本数据类型,也可以包含类类型,不能是普通的数据变量。

-------------------------------------------------------

02.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

template <class T>

class Sample

{

T n;

public:

Sample(T i){n=i;}

void operator++();

void disp(){cout<<"n="<<n<<endl;}

};

template <class T>

void Sample<T>::operator++()

{

n+=1; // 不能用n++;因为double型不能用++

}

void main()

{

Sample<char> s('a');

s++;

s.disp();

}

解:

本题说明类模板的使用方法。Sample是一个类模板,由它产生模板类Sample<char>,通过构造函数给n赋初值,通过重载++运算符使n增1,这里n由'a'增1变成'b'。

所以输出为:n=b

-------------------------------------------------------

03.编写一个对具有n 个元素的数组x[]求最大值的程序,要求将求最大值的函数设计成函数模板。

解:

将max()函数设计成一个函数模板。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

template <class T>

T max(T x[],int n)

{

int i;

T maxv=x[0];

for(i=1;i<n;i++)

if(maxv<x[i])

maxv=x[i];

return maxv;

}

void main()

{

int a[]={4,5,2,8,9,3};

double b[]={3.5,6.7,2,5.2,9.2};

cout<<"a数组最大值:"<<max(a,6)<<endl;

cout<<"b数组最大值:"<<max(b,5)<<endl;

}

本程序的执行结果如下:

a 数组最大值:9

b 数组最大值:9.2

-------------------------------------------------

04.编写一个使用类模板对数组进行排序、查找和求元素和的程序。

解:

设计一个类模板template<class T>class Array,用于对T类型的数组进行排序、查找和求元素和,然后由此产生模板类Array<int>和Array<double>。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<iomanip.h>

template <class T>

class Array

{

T *set;

int n;

public:

Array(T *data,int i){set=data;n=i;}

~Array(){}

void sort(); // 排序

int seek(T key); // 查找指定的元素

T sum(); // 求和

void disp(); // 显示所有的元素

};

template<class T>

void Array<T>::sort()

{

int i,j;

T temp;

for(i=1;i<n;i++)

for(j=n-1;j>=i;j--)

if(set[j-1]>set[j])

{

temp=set[j-1];set[j-1]=set[j];set[j]=temp;

}

}

template <class T>

int Array<T>::seek(T key)

{

int i;

for(i=0;i<n;i++)

if(set[i]==key)

return i;

return -1;

}

template<class T>

T Array<T>::sum()

{

T s=0;int i;

for(i=0;i<n;i++)

s+=set[i];

return s;

}

template<class T>

void Array<T>::disp()

{

int i;

for(i=0;i<n;i++)

cout<<set[i]<<" ";

cout<<endl;

}

void main()

{

int a[]={6,3,8,1,9,4,7,5,2};

double b[]={2.3,6.1,1.5,8.4,6.7,3.8};

Array<int>arr1(a,9);

Array<double>arr2(b,6);

cout<<" arr1:"<<endl;

cout<<" 原序列:"; arr1.disp();

cout<<" 8在arr1中的位置:"<<arr1.seek(8)<<endl;

arr1.sort();

cout<<" 排序后:"; arr1.disp();

cout<<"arr2:"<<endl;

cout<<" 原序列:"; arr2.disp();

cout<<" 8.4在arr2中的位置:"<<arr2.seek(8.4)<<endl;

arr2.sort();

cout<<" 排序后:"; arr2.disp();

}

本程序的执行结果如下:

arr1:

原序列:6 3 8 1 9 4 7 5 2

8在arr1中的位置:2

排序后:1 2 3 4 5 6 7 8 9

arr2:

原序列:2.3 6.1 1.5 8.4 6.7 3.8

8.4在arr2中的位置:3

排序后:1.5 2.3 3.8 6.1 6.7 8.4

题1.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

template <class T>

T abs(T x)

{

return (x>0?x:-x);

}

void main()

{

cout<<abs(-3)<<","<<abs(-2.6)<<endl;

}

解:

abs()是一个函数模板,它返回参数的绝对值。在调用时自动联编相应的abs()函数。

所以输出为:3,2.6

----------------------------------------------

題2.分析以下程序的执行结果

#include<iostream.h>

template<class T>

class Sample

{

T n;

public:

Sample(){}

Sample(T i){n=i;}

Sample<T>&operator+(consta Sample<T>&);

void disp(){cout<<"n="<<n<<endl;}

};

template<class T>

Sample<T>&Sample<T>::operator+(const Sample<T>&s)

{

static Sample<T> temp;

temp.n=n+s.n;

return temp;

}

void main()

{

Sample<int>s1(10),s2(20),s3;

s3=s1+s2;

s3.disp();

}

解:

Sample为一个类模板,产生一个模板类Sample<int>,并建立它的三个对象,调用重载运算符+实现s1与s2的加法运算,将结果赋给s3。

所以输出为:n=30

----------------------------------------------------

题3.编写一个函数模板,它返回两个值中的较小者,同时要求能正确处理字符串。

解:

这里设计一个函数模板template<class T> T min(T a,T b),可以处理int、float和char 等数据类型,为了能正确处理字符串,添加一个重载函数专门处理字符串比较,即char *min(char *a,char *b)。

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<string.h>

template<class T>

T min(T a,T b)

{

return (a<b?a:b);

}

char *min(char *a,char *b)

{

return (strcmp(a,b)<0?a:b);

}

void main()

{

double a=3.56,b=8.23;

char s1[]="Hello",s2[]="Good";

cout<<"输出结果:"<<endl;

cout<<" "<<a<<","<<b<<"中较小者:"<<min(a,b)<<endl;

cout<<" "<<s1<<","<<s2<<"中较小者:"<<min(s1,s2)<<endl;

}

输出结果:

3.56,8.23中较小者:3.56

Hello,Good中较小者:Good

----------------------------------------------------

题4.设计一个数组类模板Array<T>,其中包含重载下标运算符函数,并由此产生模板类Array<int>和Array<char>,使用一些测试数据对其进行测试。

解:

本题程序如下:

#include<iostream.h>

#include<iomanip.h>

template <class T>

class Array

{

T *elems;

int size;

public:

Array(int s); // 构造函数

~Array();

T& operator[](int); // 重载下标运算符

void operator=(T); // 重载等号运算符

};

template <class T>

Array<T>::Array(int s)

{

size=s;

elems=new T[size];

for(int i=0;i<size;i++)

elems[i]=0;

}

template<class T>

Array<T>::~Array()

{

delete elems;

}

template<class T>

T& Array<T>::operator[](int index)

{

return elems[index];

}

template<class T>

void Array<T>::operator=(T temp)

{

for(int i=0;i<size;i++)

elems[i]=temp;

}

void main()

{

int i,n=10;

Array<int> arr1(n); // 产生整型模板类及其对象arr1

Array<char> arr2(n); // 产生字符型模板类及其对象arr2

for(i=0;i<n;i++)

{

arr1[i]='a'+i; // 调用重载运算符

arr2[i]='a'+i;

}

cout<<" ASCII码 字符"<<endl;

for(i=0;i<n;i++)

cout<<setw(8)<<arr1[i]<<setw(8)<<arr2[i]<<endl;

}

本程序的执行结果如下:

ASCII码 字符

97 a

98 b

99 c

100 d

101 e

102 f

103 g

104 h

105 i

106 j

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题 5. 一个Sample类模板的私有数据成员为T n,在该类模板中设计一个operator==重载运算符函数 ,用于比较各对象的n数据是否相等。

解:

本题程序如下:

#include<iostream.h>

template <class T>

class Sample

{

T n;

public:

Sample(T i){n=i;}

int operator==(Sample &);

};

template <class T>

int Sample<T>::operator==(Sample &s)

{

if(n==s.n)

return 1;

else

return 0;

}

void main()

{

Sample<int> s1(2),s2(3);

cout<<"s1与s2的数据成员"<<(s1==s2?"相等":"不相等")<<endl;

Sample<double>s3(2.5),s4(2.5);

cout<<"s3与s4的数据成员"<<(s3==s4?"相等":"不相等")<<endl;

}

本程序的运行结果如下:

s1与s2的数据成员不相等

s3与S4的数据成员相等

----------------------------------------------------

题 6. 对第3章的例3.5进行修改,只设计一个Sample类,其数据和方法均包含在该类中,而且使用类模板的方式实现。

#include<iostream.h>

#define Max 100

template <class T>

class Sample

{

T A[Max];

int n;

void qsort(int l,int h); // 私有成员,由quicksort()成员调用

public:

Sample(){n=0;}

void getdata(); // 获取数据

void insertsort(); // 插入排序

void Shellsort(); // 希尔排序

void bubblesort(); // 冒泡排序

void quicksort(); // 快速排序

void selectsort(); // 选择排序

void disp();

};

template <class T>

void Sample<T>::getdata()

{

cout<<"元素个数:";

cin>>n;

for(int i=0;i<n;i++)

{

cout<<"输入第"<<i+1<<"个数据:";

cin>>A[i];

}

}

template <class T>

void Sample<T>::insertsort() // 插入排序

{

int i,j;

T temp;

for(i=1;i<n;i++)

{

temp=A[i];

j=i-1;

while(temp<A[j])

{

A[j+1]=A[j];

j--;

}

A[j+1]=temp;

}

}

template <class T>

void Sample<T>::Shellsort() // 希尔排序

{

int i,j,gap;

T temp;

gap=n/2;

while(gap>0)

{

for(i=gap;i<n;i++)

{

j=i-gap;

while(j>=gap)

if(A[j]>A[j+gap])

{

temp=A[j];

A[j]=A[j+gap];

A[j+gap]=temp;

j=j-gap;

}

else j=0;

}

gap=gap/2;

}

}

template <class T>

void Sample<T>::bubblesort() // 冒泡排序

{

int i,j;

T temp;

for(i=0;i<n;i++)

for(j=n-1;j>=i+1;j--)

if(A[j]<A[j-1])

{

temp=A[j];

A[j]=A[j-1];

A[j-1]=temp;

}

}

template <class T>

void Sample<T>::quicksort() // 快速排序

{

qsort(0,n-1);

}

template<class T>

void Sample<T>::qsort(int l,int h)

{

int i=l,j=h;

T temp;

if(l<h)

{

temp=A[l];

do{

while(j>i&&A[j]>=temp)

j--;

if(i<j)

{

A[i]=A[j];

i++;

}

while(i<j&&A[i]<=temp)

i++;

if(i<j)

{

A[j]=A[i];

j--;

}

}while(i<j);

A[i]=temp;

qsort(1,j-1);

qsort(j+1,h);

}

}

template <class T>

void Sample<T>::selectsort() // 选择排序

{

int i,j,k;

T temp;

for(i=0;i<n;i++)

{

k=i;

for(j=i+1;j<=n-1;j++)

if(A[j]<A[k])

k=j;

temp=A[i];

A[i]=A[k];

A[k]=temp;

}

}

template <class T>

void Sample<T>::disp()

{

for(int i=0;i<n;i++)

cout<<A[i]<<" ";

cout<<endl;

}

void main()

{

int sel=0;

Sample<char> s; // 由类模板产生char型的模板类

s.getdata();

cout<<"原来序列:";

s.disp();

cout<<"0:插入排序 1:希尔排序 2:冒泡排序 3:快速排序\n 4:选择排序 其它退出"<<endl;

cout<<"选择排序方法:";

cin>>sel;

switch(sel)

{

case 0:

s.insertsort();

cout<<"插入排序结果";

break;

case 1:

s.Shellsort();

cout<<"希尔排序结果:";

break;

case 2:

s.bubblesort();

cout<<"冒泡排序结果:";

break;

case 3:

s.quicksort();

cout<<"快速排序结果:";

break;

case 4:

s.selectsort();

cout<<"选择排序结果:";

break;

}

s.disp();

}

程序运行结果如下:

----------------------------------------------------

题 7. 设计一个模板类Sample,用于对一个有序数组采用二分法查找元素下标。

解:

#include<iostream.h>

#define Max 100

template <class T>

class Sample

{

T A[Max];

int n;

public:

Sample(){}

Sample(T a[],int i);

int seek(T c);

void disp()

{

for(int i=0;i<n;i++)

cout<<A[i]<<" ";

cout<<endl;

}

};

template <class T>

Sample<T>::Sample(T a[],int i)

{

n=i;

for(int j=0;j<i;j++)

A[j]=a[j];

}

template <class T>

int Sample<T>::seek(T c)

{

int low=0,high=n-1,mid;

while(low<=high)

{

mid=(low+high)/2;

if(A[mid]==c)

return mid;

else if(A[mid]<c) low=mid+1;

else high=mid-1;

}

return -1;

}

void main()

{

char a[]="acegkmpwxz";

Sample<char>s(a,10);

cout<<"元素序列:"; s.disp();

cout<<"'g'的下标:"<<s.seek('g')<<endl;

}

程序运行结果如下:

元素序列:a c e g k m p w x z

元素'g'的下标: 3

 
 
 
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