Templates & STL

Ou comment ne pas réinventer la roue à chaque fois

Templates

Template  :  patron  ou  modèle    Programma2on  générique  :  Implanter  des  algorithmes  ou  des  conteneurs  sans  se  soucier  du  type  (classe)  sous-‐jacent  

Templates

Exemple  :  comparer  des  objets  pour  avoir  une  comparaison  de  type  min  /  max  

 Toujours  la  même  méthode  :  opérateurs  de  comparaison  , =, ==, !=

 Possible  pour  toute  classe  ou  type  proposant  ces  opérateurs  

Exemple :classe Date

Surcharge  d'opérateurs  !    class Date { long jj,mm,aa; public : date(long=1,long=1,long=2000); ~date();

bool operator(const date &); // méthode membre // autres surcharges

}; On peut écrire : Date d1, d2(3,7,2009); cout

Exemple :classe Date bool Date::operatoraa < uneDate.aa) { res=true; } else if (aa == uneDate.aa) { … }

return res; }

Fonction template

Écrire  une  fonc2on  "paramétrée"  par  un  type  

 template T mint(T a, T b) { if (a < b) { return a; } else { return b; }

}

Fonction template

T  inconnu  (c'est  le  but):  pas  de  compila2on,  doit  être  instancié  par  un  type  ð  se  place  dans  un  fichier  .h  

Ou  sépara2on  prototype  /  défini2on  // templatemin.h template mint (T a, T b); // templatemin.cpp #include "templatemin.h" template T mint(T a, T b) { return ((a

Fonction template : appel

Instancier  le  type  de  manière  implicite  ou  explicite

// main.cpp #include "templatemin.h" int main(int argc, char *argv[]) { int a,b,c; a = 4; b = 7;

c = mint(a,b); // le compilateur infère le type

}

  c = mint(a,b);

Fonction template : appel

Valable  avec  les  classes  qui  surchargent  < // main.cpp #include "templatemin.h" #include "Date.h" int main(int argc, char *argv[]) { Date d1(3,7,1995),d2,datemin; datemin = mint(d1,d2); // le compilateur infère le type

}

 datemin = mint(d1,d2);

Autres aspects

Peut  être  surchargé  :  template T mint(T a, T b);

template T mint(T a, T b, T c);

 Plusieurs  classes  "paramètres"  template

{

for(…)

{

tab[i] = tab[i] + val;

}

} Nécessite  simplement  qu'on  puisse  "addi2onner"  un  T  et  un  U  :  opérateur  surchargé  dans  la  classe  T  ou  méthode  friend

Classes template

Patron  de  classe  U2lisée  pour  les  conteneurs  entre  autres  Conteneur  :  classe  stockant  des  éléments  d'une  autre  classe  

Un  tableau  de…  Une  pile  de  …  Une  file  de  …  Une  liste  chaînée  de  …  

 

Conteneurs Présentent  un  comportement  indépendant  du  type  stocké  

Exemple  :  pile  :    v empiler(); v dépiler(); v estPileVide();

Ces  méthodes  forment  l'interface  du  conteneur  =>  fichier  .h  

 

Conteneurs

Dans  le  fichier  .cpp  :  implémenta2on  du  comportement  avec  des  templates  

 Exemple  :  une  pile  représentée  par  un  tableau  (sans  héritage)  

 Classe  template  :  une  pile  de  qqchose…    

Exemple : pile // dans pile.h template class Pile { T *elements; long maxElem; long nbElem;

public : Pile(long tai):maxElem(tai),nbElem(0) { if(tai>0) { elements = new T[tai] } else { maxElem=0; elements = NULL; } }

};

 

Constructeur  bien  u2le  pour  une  ini2alisa2on  correcte  du  pointeur  elements.  

Exemple : pile template class Pile { T *elements; long maxElem; long nbElem;

public : ~Pile() { if (elements != NULL) { delete[] elements; } }

bool estPileVide(void) { return (nbElem == 0); }

};

 

Exemple : pile template class Pile { T *elements; long maxElem; long nbElem;

public : void empiler(T value) { if (nbElem < maxElem) { elements[nbElem++] = value; } }

T depiler(void) { if (!estPileVide()) { return (elements[--nbElem]); } else { ??? } }

};

 

Utilisation de la pile // dans main.cpp #include "pile.h" int main(int argc, char *argv[]) { Pile pipile;

pipile.empiler(3.12); cout

Templates avec 2 paramètres template class Pile { T elements[size]; long nbElem;

…

};

 typedef Pile pile10long;

typedef Pile pile50string;

//Dans main.cpp

pile10long pipile;

pipile.empiler(42);

STL : Standard Template Library Bibliothèque  de  Templates  fourni  en  standard  avec  les  environnements  C++  

 v     Des  conteneurs  et  des  itérateurs  

listes,  vecteurs,  tables  de  hashage,  …  

v     Réu2liser  du  code  éprouvé  et  bien  écrit  

v     Se  concentrer  sur  la  valeur  ajoutée  de  l'applica2on  

STL : conteneurs v vector  :  tableau  redimensionnable  

v list  :  liste  doublement  chaînée  

v set  :  ensemble  sans  doublons  

v multiset  :  ensemble  triés  

v map  :  tableau  associa2f  (clé,  valeur)  avec  un  ordre  

 v hash_map  :  tableau  associa2f  (clé,  valeur)  avec  accès  rapide  mais  sans  ordre    

STL : algorithmes Exemple  avec  le  template  vector #include vector vec(4); // tableau à 4 éléments vec[0] = 1; // l'opérateur [] est surchargé vec[1] = 3; vec[2] = vec[1]+1; vec[3] = vec[2]-vec[0];

Algorithmes  de  manipula2on  :    reverse(vec.begin(), vec.end()); long tai = 17; vec.resize(tai);

Chaque   conteneur   dispose   de   ses   méthodes   :  aide  au  choix  du  type  de  conteneur.  

Les  opérateurs  classiques  sont   surchargés,   on   se  concentre  sur   l'u2lisa2on  du   conteneur   et   non   sur  son  organisa2on  

STL : itérateurs Implémenta2on  d'un  conteneur  inconnue  Seul  son  interface  est  intéressante  (méthodes  +  propriétés  connues)  

   Généralisa2on  des  pointeurs  pour  parcourir  un  conteneur  (une  collec2on)  

 Des  méthodes  fournissent  le  début  et  la  fin  du  conteneur,  un  itérateur  se  "déplace"  entre  ces  limites  et  joue  le  rôle  d'un  pointeur  sur  les  éléments.  

   

Plus  besoin  de  connaître  l'organisa2on  mémoire  !

Itérateurs avec une list #include #include list _l; _l.push_front("hello"); _l.push_back("everybody"); _l.push_front("I say"); list::iterator _it; for (_it=_l.begin(); _it != _l.end(); _it++) { cout

Template : généralisation Méthode   de   recherche   de   valeur   dans   un   conteneur  quelconque  qui  propose  un  itérateur  .  

template Iter find(Iter first, Iter last, const T& value) { while (first != last) && (*first != value) { first++; } return first;

} // utilisation vector vec(12); // on l'initialise vector::iterator it =

find(vec.begin(),vec.end,Date(3,3,2003)); … list l; // on l'initialise list::iterator found = find(l.begin(),l.end(),6); cout

STL: classe map Recherche "map STL" :

Iterators of a map container point to elements of this value_type. Thus, for an iterator called it that points to an element of a map, its key and mapped value can be accessed respectively with: 1 map::iterator it; 2 (*it).first; // the key value (of type Key) 3 (*it).second; // the mapped value (of type T) 4 (*it); // the "element value" (of type pair)

Naturally, any other direct access operator, such as -> or [] can be used, for example: 1 it->first; // same as (*it).first (the key value) 2 it->second; // same as (*it).second (the mapped value)

STL: classe map Recherche "map STL" :

Iterators: begin Return iterator to beginning (public member function) end Return iterator to end (public member function) rbegin Return reverse iterator to reverse beginning (public member function) rend Return reverse iterator to reverse end (public member function) Capacity: empty Test whether container is empty (public member function) size Return container size (public member function) max_size Return maximum size (public member function) Element access: operator[] Access element (public member function) Modifiers: insert Insert element (public member function) erase Erase elements (public member function) swap Swap content (public member function) Clear Clear content (public member function)

Informa2ons  disponibles  sur  h5p://www.cplusplus.com/reference/stl/map/