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프로그램언어/C++

템플릿

eduview 2020. 8. 20. 14:24

템플릿

함수나 클래스를 개별적으로 다시 작성하지 않아도, 여러 자료형으로 사용할 수 있도록 만들어 놓은 틀이다.

함수 템플릿과 클래스 템플릿으로 나누어진다.

 

함수템플릿

–함수 템플릿은 template< >로 시작한다. < > 사이에 템플릿에서 사용할 임의의 타입 이름을 인자로 나열한다. 인자로 전달되는 타입 이름을 템플릿 타입 이름이라고 하며 식별자로서 마음대로 정할 수 있지만 일반적인 관례로 T, _Tx, _Ty, T1 등과 같이 가능하면 짧게 만든다.

–템플릿 타입 이름을 나타내기 위하여 typename이라는 키워드를 사용하는데 구형 컴파일러 는 typename 대신 class를 사용하였다. typename, class 모두 사용 가능하지만 가능하면 typename을 사용하는 편이 좋다.

 

 

template< > 다음에는 함수 정의와 똑같은 형식의 함수 틀이 오게 되는데, 함수 틀은 템플릿 타입 이름을 사용하여 함수를 정의한 것이다. 따라서 함수의 반환 타입이나 인자 타입, 함수 본 체에서 사용되는 모든 타입은 템플릿 타입 이름으로 대체할 수 있다.

 

함수 템플릿

template<typename T>

T add(T a, T b)

{

    return a + b;

}

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T>

T add(T a, T b)

{

    return a + b;

}

int main()

{

    cout<< add<int>(1, 2) <<endl;

    cout<< add<double>(3.14, 5.0) <<endl;

    return 0;

}

 

함수 템플릿의 구체화

#include <iostream>

using namespace std;

int add(int a, int b)

{

    return a + b;

}

double add(double a, double b)

{

    return a + b;

}

int main()

{

    cout<< add(1, 2) <<endl;

    cout<< add(3.14, 5.0) <<endl;

    return 0;

}

 

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T>

T add(T a, T b) {

    cout << "T add(T a, T b)" <<endl;

    return a + b;

}

int add(int a, int b) {

    cout << "add(int a, int b)" <<endl;

    return a + b;

}

double add(double a, double b) {

    cout << "add(double a, double b)" <<endl;

    return a + b;

}

int main() {

    cout<< add(1, 2) <<endl;

    cout<< add(3.14, 5.0) <<endl;

    cout<< add<int>(1, 2) <<endl;

    cout<< add<double>(3.14, 5.0) <<endl;

    return 0;

}

 

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T1, typename T2>

void ShowData(double num)

{

    cout << (T1)num << ", " << (T2)num << endl;

}

int main()

{

    ShowData<char, int>(65);

    ShowData<char, int>(67);

    ShowData<char, double>(68.9);

    ShowData<short, double>(69.2);

    ShowData<short, double>(70.4);

    return 0;

}

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T>

T Max(T a, T b)

{

    return a > b ? a : b;

}

int main()

{

    cout << Max(11, 15) << endl;

    cout << Max('T', 'Q') << endl;

    cout << Max(3.5, 7.5) << endl;

    cout << Max("Simple", "Best") << endl;

    return 0;

}

 

함수 템플릿의 특수화

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T>

T Max(T a, T b) {

    return a > b ? a : b;

}

template<>   //특수화 표현

char* Max(char *a, char *b) {

    cout<<"char* Max<char*>(char *a, char *b)"<<endl;

    return strlen(a) > strlen(b)? a : b;

}

template<>

const char* Max(const char *a, const char *b) {

    cout<<"const char* Max<const char*>(const char *a, const char *b)"<<endl;

    return strcmp(a, b) > 0 ? a : b;

}

int main() {

    cout << Max(11, 15) << endl;

    cout << Max('T', 'Q') << endl;

    cout << Max(3.5, 7.5) << endl;

    cout << Max("Simple", "Best") << endl;

    char str1[] = "Simple";

    char str2[] = "Best";

    cout<< Max(str1, str2) << endl;

    return 0;

}

 

 

클래스 템플릿

 

파일 : PointTemplate.h

#ifndef __POINT_TEMPLATE_H_

#define __POINT_TEMPLATE_H_

template<typename T>

class Point {

private:

    T xpos, ypos;

public:

    Point(T x=0, T y=0);

    void ShowPosition() const;

};

#endif

 

파일 : PointTemplate.cpp

#include <iostream>

#include "PointTemplate.h"

using namespace std;

template<typename T>

Point<T>::Point(T x=0, T y=0):xpos(x), ypos(y) { }

template<typename T>

void Point<T>::ShowPosition() const

{

    cout<<'['<<xpos<<", "<<ypos<<']'<<endl;

}

 

파일 : PointMain.cpp

int main() {

    Point<int> pos1(3, 4);

    pos1.ShowPosition();

    Point<double> pos2(2.4, 3.6);

    pos2.ShowPosition();

    Point<char> pos3('p', 'f');

    pos3.ShowPosition();

    return 0;

}

 

배열 클래스의 템플릿화

 

파일 : ArrayTemplate.h

#ifndef __ARRAY_TEMPLATE_H_

#define __ARRAY_TEMPLATE_H_

#include <iostream>

#include<cstring>

using namespace std;

template <typename T>

class BoundCheckArray {

private:

    T *arr;

    int arrlen;

    BoundCheckArray(const BoundCheckArray& arr){}

    BoundCheckArray& operator=(const BoundCheckArray& arr){}

public:

    BoundCheckArray(int len);

    T& operator[] (int idx);

    T operator[] (int idx) const;

    int GetArrLen() const;

    ~BoundCheckArray();

};

template <typename T>

BoundCheckArray<T>::BoundCheckArray(int len):arrlen(len)

{

     arr = new T[len];

}

template <typename T>

T& BoundCheckArray<T>::operator[](int idx)

{

    if(idx < 0 || idx >= arrlen)

    {

        cout<<"Array index out of bound exception"<<endl;

        exit(1);

    }

    return arr[idx];

}

template <typename T>

T BoundCheckArray<T>::operator[] (int idx) const

{

    if(idx < 0 || idx >= arrlen)

    {

        cout<<"Array index out of bound exception"<<endl;

        exit(1);

    }

    return arr[idx];

}

template <typename T>

int BoundCheckArray<T>::GetArrLen() const

{

    return arrlen;

}

template <typename T>

BoundCheckArray<T>::~BoundCheckArray()

{

    delete []arr;

}

#endif

파일 : Point.h
#ifndef __POINT_H_

#define __POINT_H_

#include <iostream>

using namespace std;

class Point {

private:

    int xpos, ypos;

public:

    Point(int x=0, int y=0);

    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& pos);

};

#endif

파일 : Point.cpp

#include <iostream>

#include "Point.h"

using namespace std;

Point::Point(int x, int y):xpos(x), ypos(y) {}

ostream& operator<<(ostream& os, const Point& pos)

{

     os<<'['<<pos.xpos<<", "<<pos.ypos<<']'<<endl;

     return os;

}

파일 : BoundArrayMain.cpp

#include <iostream>

#include "ArrayTemplate.h"

#include "Point.h"

using namespace std;

 

int main()

{

    /* int형정수저장*/

    BoundCheckArray<int> iarr(5);

    for(int i=0; i<5; i++)

        iarr[i] = (i+1)*11;

    for(int i=0; i<5; i++)

        cout<<iarr[i]<<endl;

    cout<<endl;

    /* Pint 객체저장*/

    BoundCheckArray<Point> oarr(3);

    oarr[0]=Point(3, 4);

    oarr[1]=Point(5, 6);

    oarr[2]=Point(7, 8);

    for(int i=0; i<oarr.GetArrLen(); i++)

        cout<<oarr[i];

    cout<<endl;

    /* Pint 객체의주소값저장*/

    typedef Point *POINT_PTR;

    BoundCheckArray<POINT_PTR> parr(3);

    parr[0]=new Point(3, 4);

    parr[1]=new Point(5, 6);

    parr[2]=new Point(7, 8);

    for(int i=0; i<parr.GetArrLen(); i++)

        cout<<*(parr[i]);

 

    delete parr[0];

    delete parr[1];

    delete parr[2];

    return 0;

}

 

배열 클래스의 템플릿화2

 

파일 : ArrayTemplate.h

#ifndef __ARRAY_TEMPLATE_H_

#define __ARRAY_TEMPLATE_H_

#include <iostream>

#include<cstring>

using namespace std;

template <typename T>

class BoundCheckArray {

private:

    T *arr;

    int arrlen;

    BoundCheckArray(const BoundCheckArray& arr){}

    BoundCheckArray& operator=(const BoundCheckArray& arr){}

public:

    BoundCheckArray(int len);

    T& operator[] (int idx);

    T operator[] (int idx) const;

    int GetArrLen() const;

    ~BoundCheckArray();

};

template <typename T>

BoundCheckArray<T>::BoundCheckArray(int len):arrlen(len)

{

     arr = new T[len];

}

template <typename T>

T& BoundCheckArray<T>::operator[](int idx)

{

    if(idx < 0 || idx >= arrlen)

    {

        cout<<"Array index out of bound exception"<<endl;

        exit(1);

    }

    return arr[idx];

}

template <typename T>

T BoundCheckArray<T>::operator[] (int idx) const

{

    if(idx < 0 || idx >= arrlen)

    {

        cout<<"Array index out of bound exception"<<endl;

        exit(1);

    }

    return arr[idx];

}

template <typename T>

int BoundCheckArray<T>::GetArrLen() const

{

    return arrlen;

}

template <typename T>

BoundCheckArray<T>::~BoundCheckArray()

{

    delete []arr;

}

#endif

 

파일 : PointTemplate.h

#ifndef __POINT_TEMPLATE_H_

#define __POINT_TEMPLATE_H_

template <typename T>

class Point {

private:

    T xpos, ypos;

public:

    Point(T x=0, T y=0);

    void ShowPosition() const;

};

template <typename T>

Point<T>::Point(T x=0, T y=0):xpos(x), ypos(y) {}

template <typename T>

void Point<T>::ShowPosition() const

{

    cout<<'['<<xpos<<", "<<ypos<<']'<<endl;

}

#endif

파일 : BoundArrayMain.cpp

#include <iostream>

#include "ArrayTemplate.h"

#include "PointTemplate.h"

using namespace std;

int main()

{

    BoundCheckArray<Point<int>> oarr(3);

    oarr[0]=Point<int>(3, 4);

    oarr[1]=Point<int>(5, 6);

    oarr[2]=Point<int>(7, 8);

    for(int i=0; i<oarr.GetArrLen(); i++)

        oarr[i].ShowPosition();

    cout<<endl;

    BoundCheckArray<Point<double>> oarr2(3);

    oarr2[0]=Point<double>(3.14, 4.31);

    oarr2[1]=Point<double>(5.09, 6.07);

    oarr2[2]=Point<double>(7.82, 8.54);

    for(int i=0; i<oarr2.GetArrLen(); i++)

        oarr2[i].ShowPosition();

    cout<<endl;

    typedef Point<int> *POINT_PTR;

    BoundCheckArray<POINT_PTR> parr(3);

    parr[0]=new Point<int>(11, 12);

    parr[1]=new Point<int>(13, 14);

    parr[2]=new Point<int>(15, 16);

    for(int i=0; i<parr.GetArrLen(); i++)

         parr[i]->ShowPosition();

 

    delete parr[0];

    delete parr[1];

    delete parr[2];

    return 0;

}

 

특정 템플릿 클래스의 객체를 인자로 받는 일반함수의 정의와 friend 선언

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>

class Point {

private:

    T xpos, ypos;

public:

    Point(T x=0, T y=0);

    void ShowPosition() const;

    friend Point<int> operator+(const Point<int>&, const Point<int>&);

    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point<int>& pos);

};

template <typename T>

Point<T>::Point(T x=0, T y=0):xpos(x), ypos(y) {}

template <typename T>

void Point<T>::ShowPosition() const

{

    cout<<'['<<xpos<<", "<<ypos<<']'<<endl;

}

Point<int> operator+(const Point<int>& pos1, const Point<int>& pos2)

{

     return Point<int>(pos1.xpos+pos2.xpos, pos1.ypos+pos2.ypos);

}

ostream& operator<<(ostream& os, const Point<int>& pos)

{

    os<<'['<<pos.xpos<<", "<<pos.ypos<<']'<<endl;

    return os;

}

int main()

{

  Point<int> pos1(2, 4);

  Point<int> pos2(4, 8);

  Point<int> pos3=pos1+pos2;

  cout<<pos1<<pos2<<pos3;

  return 0;

}

 

클래스 템플릿의 특수화

#include <iostream>

#include <cstring>

using namespace std;

template <typename T>

class Point {

private:

    T xpos, ypos;

public:

    Point(T x=0, T y=0): xpos(x), ypos(y) {}

    void ShowPosition() const {

         cout<<'['<<xpos<<", "<<ypos<<']'<<endl;

    }

};

template <typename T>

class SimpleDataWrapper {

private:

    T mdata;

public:

    SimpleDataWrapper(T data):mdata(data) {}

    void ShowDataInof() {

          cout<<"Data : "<<mdata<<endl;

    }

};

template <>

class SimpleDataWrapper <char*> {

private:

    char* mdata;

public:

    SimpleDataWrapper(char* data)  {

        mdata=new char[strlen(data)+1];

        strcpy(mdata, data);

    }

void ShowDataInof() {

        cout<<"String : "<<mdata<<endl;

        cout<<"Length : "<<strlen(mdata)<<endl;

    }

    SimpleDataWrapper() {

            delete []mdata;

    }

};

template <>

class SimpleDataWrapper <Point<int>> {

private:

    Point<int> mdata;

public:

    SimpleDataWrapper(int x, int y):mdata(x, y) {}

    void ShowDataInof()

    {

         mdata.ShowPosition();

    }

};

int main()

{

    SimpleDataWrapper<int> iwrap(170);

    iwrap.ShowDataInof();

    SimpleDataWrapper<char*> swrap("class Template Specialization");

    swrap.ShowDataInof();

    SimpleDataWrapper<Point<int>> poswrap(3, 7);

    poswrap.ShowDataInof();

    return 0;

}

 

클래스 템플릿의 부분 특수화

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T1, typename T2>

class MySimple  {

public:

    void WhoAreYou()   {

         cout<<"size of T1 "<<sizeof(T1)<<endl;

         cout<<"size of T2 "<<sizeof(T2)<<endl;

         cout<<"<typename T1, typename T2>"<<endl;

    }

};

template <>

class MySimple<int, double> {

public:

    void WhoAreYou()    {

         cout<<"size of int "<<sizeof(int)<<endl;

         cout<<"size of double "<<sizeof(double)<<endl;

         cout<<"<int, double>"<<endl;

     }

};

/*

template <typename T1>

class MySimple<T1, double>   //T2를double로부분특수화

{

public:

    void WhoAreYou()   {

         cout<<"size of T1 "<<sizeof(T1)<<endl;

         cout<<"size of double "<<sizeof(double)<<endl;

         cout<<"<T1, double>"<<endl;

  }

};

*/

int main()

{

    MySimple<char, double> obj1;

     obj1.WhoAreYou();

    cout<<endl;

     MySimple<int, long> obj2;

    obj2.WhoAreYou();

    cout<<endl;

    MySimple<int, double> obj3;

    obj3.WhoAreYou();

    return 0;

}
부분특수화 주석처리

부분특수화 주석해제

 

템플릿 인자(템플릿 매개변수에 변수를 선언)

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T, int len>

class SimpleArray

{

private:

    T arr[len];

public:

    T& operator[] (int idx) {

        return arr[idx];

}

    SimpleArray<T, len>& operator=(const SimpleArray<T, len>& ref) {

  for(int i=0; i<len; i++)

  arr[i] = ref.arr[i];

  return *this;

    }

};

int main()

{

    SimpleArray<int, 5> i5arr1;

    for(int i = 0; i<5; i++)

        i5arr1[i] = i*10;

    SimpleArray<int, 5> i5arr2;

    i5arr2 = i5arr1;

    for(int i = 0; i<5; i++)

        cout<<i5arr2[i]<<", ";

    cout<<endl;

    SimpleArray<int, 7> i7arr1;

    for(int i = 0; i<7; i++)

        i7arr1[i] = i*10;

    SimpleArray<int, 7> i7arr2;

    i7arr2 = i7arr1;

    for(int i = 0; i<7; i++)

        cout<<i7arr2[i]<<", ";

    cout<<endl;

    return 0;

}

 

 

템플릿 매개변수에 디폴트 값 지정

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T=int, int len=7>     //default value지정

class SimpleArray

{

private:

  T arr[len];

public:

  T& operator[] (int idx) {

  return arr[idx];

  }

  SimpleArray<T, len>& operator=(const SimpleArray<T, len>&ref)

  {

  for(int i=0; i<len; i++)

  arr[i] = ref.ar[i];

  return *this;

  }

};

int main()

{

  SimpleArray<> arr;

  for(int i=0; i<7; i++)

  arr[i] = i+1;

  for(int i=0; i<7; i++)

  cout<<arr[i]<< " ";

  cout<<endl;

  return 0;

}

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