多重收纳（类模板）C++

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题目描述

思路分析

AC代码

题目描述

现在我们要制作一种盒子，它能够收纳多种类型的元素，比如int、double、char、string等等。

我们每接收到一个数据都将它用这种盒子包装起来，然后放到同一个vector中。

为了能够包装不同类型的元素，我们决定用模板类来实现这种盒子，并起名为CBox.

然而，我们注意到CBox<int>、CBox<char>等类虽然定义自相同的模板类，但实际上它们是不相容的类型。

为了能够放到一个vector中，我们决定为CBox模板类定义一个抽象父类CBoxObject。

这样我们就能利用父类指针将不同的CBox实例类对象集中放到一个vector<CBoxObject*>中啦。

下面给出CBoxObject抽象类的定义：（不可修改）

class CBoxObject {

protected:

    string type; // 记录类型信息

public:

    CBoxObject(string _type) : type(_type) {}

    virtual void show(ostream&) const = 0; // 用于输出信息

};

为了查看vector中任意盒子的数据，我们决定采用多态的技术来实现：

1. 要求CBox模板类继承CBoxObject类，并且要定义一个成员变量；

2. CBox要实现父类虚函数void show(ostream&)，show函数将信息输出到ostream中，

   1) 一般输出格式为：{type: value}

   2) 如果元素为空指针，则输出为：{}

3. 为CBox模板类添加void setVal(T _val)函数，以便于修改数据

下面给出测试主函数如下：（不可修改）

template<typename T>

void pushBox(istream& in, vector<CBoxObject*>& container, const string& type) {

    T val;

    in >> val;

    container.emplace_back(new CBox<T>(type, val));

}

int main() {

    string type; // 数据类型

    int n, index; // n为输入次数，index为vector数组下标

    cin >> n;

    vector<CBoxObject*> pBoxes;

    pBoxes.reserve(n); // 预先分配足够的空间(pBoxes.size()==0依然成立)

    while (n-- > 0) {

        cin >> type;

        // 根据数据类型分别包装

        if (type == "char") pushBox<char>(cin, pBoxes, type);

        else if (type == "int") pushBox<int>(cin, pBoxes, type);

        else if (type == "double") pushBox<double>(cin, pBoxes, type);

        else if (type == "string") pushBox<string>(cin, pBoxes, type);

        // 我们觉得一个盒子也是可以包装另一个盒子的

        // 为了便捷起见，我们采用盒子指针来表示盒子间的包装关系

        else if (type == "box") {

            cin >> index;

            auto box = new CBox<CBoxObject*>("box", nullptr);

            // 根据index从pBoxes已有的盒子中选择一个用新盒子包装

            if (0 <= index && index < pBoxes.size()) {

                box->setVal(pBoxes[index]);

                // 现实中盒子是不能自己包装自己的

                // 在本题中，如果盒子自己包装自己，则将指针值设置为空

                // 本题暂不考虑链表成环问题

            }

            pBoxes.emplace_back(box);            

        }

        index = (int)pBoxes.size() - 1;

        cout << *pBoxes[index] << endl;

    }

    for (CBoxObject*& box : pBoxes) delete box;

    return 0;

}

在决定使用CBoxObject*原生指针类型作为CBox的模板参数时，你可能会发现一个问题：

a）如果包装的值是"空指针nullptr"（NULL倒不会），则在输出时会出现问题!

b）如果包装值是非空指针，那么一般来说打印指针值是没有什么价值的，我们更关注的是指针所指向的内容。

我们希望能够对T*这样的模板参数类型定义不同处理方式。

通过进一步学习可以了解到c++支持的"模板偏特化"方法：

template<typename T> class CC { ...... };

template<typename T> class CC<T*> { ...... };

template<typename T> class CC<const T*> { ...... };

......

4. 为CBox模板类定义适合以原生指针作为模板参数的特化版本

    由于定义的成员变量为指针类型，且同一对象被new出来后可能被赋予多个所有者，

    为了简化编程，本题不考虑析构函数（使用默认的即可）

（要进一步保障复制和析构安全性，避免内存泄露，可以考虑加入"引用计数指针"进一步完善定义，本题目不作要求）

   本题的特化版本为：

   template <>

   class CBox<CBoxObject *> :public CBoxObject

   {

       CBoxObject *data;

在处理输出时，你可能会写出"cout<<val;"和"cout<<*val;"这样的语句以通用于int*,string*等其它原生指针

如果使用了CBox<T*>，请注意为相应的T类要有输出重载

5. 为CBoxObject类重载输出

输入

参见主函数

输出

输出格式：{type: value}

如果为value为空指针(nullptr)，则输出为：{}

输入样例1

输出样例1

思路分析

首先要看出来它用了标准模板库STL的vector，我们要包含vector头文件。

然后就是对于指针类型的我们需要特例化，不让它调用通用模板，另外写一个。

有时候会报这种错误：[Error] an explicit specialization must be preceded by 'template <>'。

然后就需要加上template<>。

就是为了对于特定类型来执行不同的代码，而不是去调用通用模板。

AC代码

ostream& operator<<(ostream& out, CBoxObject& box) {box.show(out);return out;
}
ostream& operator<<(ostream& out, CBoxObject* box) {box->show(out);return out;
}
template<class T>
class CBox: public CBoxObject {protected:T value;public:CBox(string type, T value): CBoxObject(type), value(value) {}virtual void show(ostream& out)	const{out << '{' << type << ": " << value << '}';}void setVal(T _val) {value = _val;}
};
template<> 
class CBox<CBoxObject*>: public CBoxObject {protected:CBoxObject* value;public:CBox(string type, CBoxObject* value): CBoxObject(type), value(value) {}virtual void show(ostream& out)	const{if(value)out << '{' << type << ": " << value << '}';else out<<"{}";}void setVal(CBoxObject* _val) {value = _val;}
};