Tema: Plantillas en C++.

Transcripción

1 Programación II. Guía 11 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Computación Asignatura: Programación II Tema: Plantillas en C++. Objetivos Específicos Conocer los tipos de plantillas Utilizar las plantillas de clase para resolver problemas Aplicar el concepto de genericidad utilizado en la POO Materiales y Equipo Computadora con el software DevC++. Guía Número 11. Introducción Teórica El lenguaje de programación C++ ofrece otro recurso para ganar generalidad en la definición de soluciones: las plantillas. Estas permiten declarar funciones o clases dejando sin especificar el tipo de algunos de sus parámetros y/o datos (en el caso de funciones) o el tipo de algunos de sus miembros (en el caso de las clases). A continuación se analizarán detalladamente las plantillas de funciones y las plantillas de clases. Plantillas de funciones. Una plantilla de función es un modelo de función que el compilador de C++ usará para construir diferentes versiones de una misma función, según los tipos de datos que se especifiquen al invocar la misma. La plantilla permite escribir funciones que difieren exclusivamente en el tipo de datos que manejan. Para definir una plantilla de función se utiliza la siguiente sintaxis: template <class T1, class T2,, class Tn>; donde: template = palabra reservada

2 2 Programación II, Guía 11 Ti = Tipo de dato genérico El uso de plantillas de funciones es generalizado a diferentes tipos de datos. La sobrecarga de funciones obtiene el mismo efecto, pero usando más código. Plantillas de clases. Las plantillas de clases permiten definir versiones de una misma clase que difieren en el tipo de dato de algunos de sus miembros. Es decir, se crea el modelo de una clase el cual permitirá definir distintas instancias de la misma para diferentes tipos de datos. Para declarar una plantilla de clase se usan las palabras reservadas template y class T. El tipo T se usa en aquellos miembros de la clase cuyos tipos tomarán un valor en el momento de crear los objetos A continuación se muestra la sintaxis que se utiliza para definir una plantilla de clase: template <class T> class <Nombre de la Plantilla de clase> { private: T Atributo; // datos miembros de la clase public: PlantillaClase( ); T Metodo1 ( ); void Metodo2 (T valor); // funciones miembros de la clase ; Para declarar un objeto, a partir de una plantilla de clase, se aplica la siguiente sintaxis: PlantillaClase <tipo > Nombre del objeto; donde tipo indica el tipo de dato que reemplazará todas las ocurrencias de T en la definición de la clase. Por ejemplo, si quisiera declarar dos objetos de tipo PlantillaClase, pero uno con el tipo int como tipo de dato, y otro con float, entonces haríamos lo siguiente: PlantillaClase <int> Objeto1: PlantillaClase <float> Objeto2:

3 Programación II. Guía 11 3 Para Objeto1, el atributo, el resultado del Metodo1 y el parámetro del Metodo2 serán de tipo int, mientras que para el Objeto2, el atributo, el resultado del Metodo1 y el parámetro del Metodo2 serán de tipo float. En cuanto a la definición de métodos, la sintaxis que se aplica es: template <class T> T Plantilla de clase <T> :: Metodo1( ) { // cuerpo de método En este caso, el método de la clase da un resultado de tipo T. Por lo tanto, el tipo de resultado se definirá en el momento de crear un objeto de dicha clase. Para el método2 sería así: template <class T> void Plantilla de clase <T> :: Metodo2(T valor) { // cuerpo de método En este caso, el método recibe un parámetro que será del tipo T. Por lo tanto, el tipo se especifica en el momento de declarar el objeto. Procedimiento Ejemplo 1 Plantillas de Funciones. En el siguiente ejemplo se declaran plantillas de funciones para Max y Raiz. De esta manera, las mismas podrán trabajar sobre diferentes tipos de datos. Es decir, en el momento de invocar a las funciones y al darles los parámetros específicos, se estarán creando versiones diferentes de las mismas, de acuerdo a los tipos de los datos proporcionados. #include <iostream> Error! #include <math.h> using namespace std; // El objetivo de esta plantilla es encontrar el mayor de dos valores dados template <class T> T Max(T Val1, T Val2) { if (Val1 > Val2) return Val1; else return Val2; ;

4 4 Programación II, Guía 11 // El objetivo de esta plantilla es calcular la raíz cuadrada de un valor dado. template <class T> double Raiz(T Num) { return sqrt(num); main ( ) { cout << "Prueba de la plantilla de funcion Max " << endl << endl; // En las siguientes líneas se invocan las distintas versiones de la función Max cout << "El maximo de 2 y 5 es: " << Max(2, 5) << endl; cout << "El maximo de 5.23 y 6.98 es: " << Max(5.23, 6.98) << endl; cout << "El maximo de 'g' y 'q' es: " << Max('g', 'q') << endl; cout << endl << endl; cout << "Prueba de la plantilla de funcion Raiz " << endl << endl; // En las siguientes líneas se invocan las distintas versiones de la función Raiz cout << "La Raiz de 8 es: " << Raiz(8) << endl; cout << "La Raiz de 22.8 es: " << Raiz(22.8) << endl; system("pause > nul"); Ejemplo 2 Plantillas de Funciones. En el siguiente ejemplo se crean las plantillas de función, la primera función se encarga de intercambiar elementos, la segunda es una función que ordena en forma ascendente un vector. #include <iostream> using namespace std; // Plantilla de Función de intercambio template <class T> void intercambio(t& x, T& y) { T temp=x; x=y; y=temp; // Plantilla de Función de Ordenamiento de Vector template <class T> void ordenar(t *Tvec,int lon) { int I = 0, j = 0;

5 Programación II. Guía 11 5 for(i = 0; i < lon; i++) { for(j = 0; j < lon; j++) { if(tvec[i] < Tvec[j]) intercambio(tvec[i],tvec[j]); int main() { int vectorint[5]; // Vector de Enteros char vectorchar[5]; // Vector de Caracteres int i; // Vector de Enteros cout << "Digitar elementos vector Enteros:" << endl; for (i = 0; i < 5; i++) cin >> vectorint[i]; ordenar(vectorint,5); // Imprimir Vector cout << "- Imprimir Vector Ordenado -" <<endl; for (i = 0; i < 5; i++) cout << vectorint[i] << endl; // Vector de Caracteres cout << "Digitar elementos vector caracteres:" << endl; for (i = 0; i < 5; i++) cin >> vectorchar[i]; ordenar(vectorchar,5); // Imprimir Vector cout << "- Imprimir Vector Ordenado -" <<endl; for (i = 0; i < 5; i++) cout << vectorchar[i] << endl; system("pause > nul"); return 0; Ejemplo 3 Plantillas de clases. Este ejemplo define una plantilla de clase de nombre Vector, la cual podrá definir objetos de distinto tipo, el cual se definirá en el momento de la instancia.

6 6 Programación II, Guía 11 // Plantilla de Clase Vector #include <iostream> using namespace std; template <class T> class Vector { private: T * Pvec; int indi; int elemen; // Variable tipo T como puntero // Controla el índice del vector // Numero de elementos del vector public: // constructor inicializa el vector cuando se crea Vector(int n) { Pvec = new T[n]; // Reserva un espacio de memoria Indi = 0; // Es el índice del vector elemen = n; // Numero de elementos que posee ; // Destructor libera memoria ~Vector( ) { delete [] Pvec; // Sobrecarga de operador [] T& operator [] (int i) { return Pvec[i]; // Agrega un nuevo elemento void agregar(t i) { Pvec[indi++]=i; // Función estallena, verifica si el vector tiene elementos bool estallena( ) { return (indi >= elemen); ; // Función vervector elementos que posee void vervector() { cout << "Elementos del vector..." << endl; for(int i = 0; i < indi; i++) cout << "--> " << Pvec[i] << endl;

7 Programación II. Guía 11 7 void opciones( ) { cout << "1. Agregar elemento" << endl; cout << "2. Espacio del vector" << endl; cout << "3. Ver Vector" << endl; cout << "4. Salir " << endl; cout << "Seleccione :"; int main( ) { Vector <int> V(5); // Definiendo la variable vector de tipo entero int ele; int opc; do { opciones(); cin >> opc; switch(opc) { case 1: cout << "Digitar elemento a agregar:"; cin >> ele; V.agregar(ele); system("cls"); break; case 2: if (V.estallena()) cout << "El vector esta lleno..." << endl; else cout << "El Vector esta vacio..." << endl; break; case 3: V.vervector(); break; while(opc!= 4); system("pause"); return 0; Análisis de Resultados Ejercicio 1: Modifique el ejemplo 1 y cree las siguientes plantillas de función: a) Obtener el máximo y el mínimo elemento del vector. b) Hacer una función que reste y sume dos vectores c) Implementar un función muestre los elementos del vector

8 8 Programación II, Guía 11 d) Implementar una función que ordene el vector en forma descendente Ejercicio 2: Modifique el ejemplo 2 y realizar lo siguiente: a) Hacer una función que me diga el numero de elementos que posee el vector b) Incluir función que muestre la capacidad máxima de un vector c) Función que limpie el vector es decir que lo reinicie Investigación Complementaria Investigar lo siguiente: Por qué se menciona que las plantillas permiten la reutilización de software? Cuales son las desventajas al usar plantillas. Qué son las bibliotecas de clase STL y para que sirven? Ejercicio: Realizar una plantilla de clase para el manejo de una matriz con las siguientes operaciones: Constructor Destructor Colocar un elemento en la matriz Verificar estado de la matriz (Vacia o llena) Leer elementos de la matriz Ordenar los elementos de la matriz, el usuario decidirá si en forma ascendente o en forma descendente. La solución deberá implementarse haciendo uso de un menú.

9 Programación II. Guía 11 9 Guía 11: Plantillas en C++. Hoja de cotejo: 11 Alumno: Máquina No: Docente: GL: Fecha: EVALUACIÓN % Nota CONOCIMIENTO Del 20 al 30% Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Del 40% al 60% ACTITUD Del 15% al 30% No tiene actitud proactiva. Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. TOTAL 100%