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C++模板与运算符重载实战技巧

news 2026/6/25 19:00:53

例题一：格式化输入输出

函数模板的语法：和类模板写法有区别，容易记混格式
手写排序算法：冒泡 / 插入排序的边界容易写错
自定义类 + 运算符重载：Point 类要重载<做比较、重载<<做输出
格式化输入输出：点的输入是(x,y)格式，要处理括号、逗号

编写一个对n个元素的数组升序排序的函数模板mysort，其中元素类型可以是基本数据类型,也可以是点对象(按点到原点的距离比较)。（要求不能用C++提供的sort函数模板）

输入

第一行输入测试次数

每次测试输入二行，第1行先输入一个大写字母表示数组类型，I表示整数类型，S表示字符串型，D表示双精度数类型，P表示点，最后输入n表示数组长度。第2行输入n个数据。

输出

每次测试输出一行排序后的结果

#include <iostream> #include <string> #include <iomanip> using namespace std; // 通用冒泡排序函数模板 template<typename T> void mysort(T arr[], int n) { for(int i = 0; i < n-1; ++i) { bool flag = false; for(int j = 0; j < n-1-i; ++j) { if(arr[j] > arr[j+1]) { T temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; flag = true; } } if(!flag) break; } } // 点类：重载比较运算符供排序使用 class Point { double x, y; public: Point() : x(0), y(0) {} Point(double x, double y) : x(x), y(y) {} bool operator<(const Point& other) const { double dist1 = x*x + y*y; double dist2 = other.x*other.x + other.y*other.y; return dist1 < dist2; } bool operator>(const Point& other) const { return other < *this; } friend ostream& operator<<(ostream& out, const Point& p) { ios old_fmt(NULL);//1.创建一个格式存档对象 //cout的所有格式设置：小数位数，对齐方式，进制都存在ios状态里面 //old_fmt存之前的格式 old_fmt.copyfmt(out);//2.把当前cout的所有格式设置，完整保存下来 //把传进来的流对象 out（也就是调用时的 cout）当前的全部格式设置，完整复制到 old_fmt 里 out << fixed << setprecision(1); out << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";//设置的新格式 out.copyfmt(old_fmt);//把保存的旧格式还原回去 return out; }//如果不这样做就会改变全局输出格式，导致其他类型数据的输出格式也随之变化 friend istream& operator>>(istream& in, Point& p) { in >> p.x >> p.y; return in; } }; template<typename T> void printArr(T arr[], int n) { for(int i = 0; i < n; ++i) { if(i != 0) cout << " "; cout << arr[i]; } cout << endl; } int main() { int t; cin >> t; while(t--) { char type; int n; cin >> type >> n; if(type == 'I') { int* arr = new int[n]; for(int i = 0; i < n; ++i) cin >> arr[i]; mysort(arr, n); printArr(arr, n); delete[] arr; } else if(type == 'D') { double* arr = new double[n]; for(int i = 0; i < n; ++i) cin >> arr[i]; mysort(arr, n); printArr(arr, n); delete[] arr; } else if(type == 'S') { string* arr = new string[n]; for(int i = 0; i < n; ++i) cin >> arr[i]; mysort(arr, n); printArr(arr, n); delete[] arr; } else if(type == 'P') { Point* arr = new Point[n]; for(int i = 0; i < n; ++i) cin >> arr[i]; mysort(arr, n); printArr(arr, n); delete[] arr; } } return 0; }

例题二：类模板 + 模板特化

Data类不只是存数据，它把输入读取、区间越界裁剪、排序、格式化输出一整套业务流程全打包进了类里。

#include <bits/stdc++.h> #include <iomanip> using namespace std; template<typename T> class Data { vector<T> data; public: Data(int n) : data(n) { for(int i = 0; i < n; ++i) { cin >> data[i]; } } void sortRange(int beg, int end) { int left = max(beg, 0); int right = min(end, (int)data.size()); if(left >= right) return; sort(data.begin() + left, data.begin() + right); } void show() { cout << "["; for(int i = 0; i < data.size(); ++i) { if(i != 0) cout << ", "; cout << data[i]; } cout << "]" << endl; } }; template<> void Data<float>::show() { cout << "[" << fixed << setprecision(1); for(int i = 0; i < data.size(); ++i) { if(i != 0) cout << ", "; cout << data[i]; } cout << "]" << endl; } int main() { int t; cin >> t; while(t--) { string type; int n, x, y; char c; cin >> type >> n; cin >> c; cin >> x; cin >> c; cin >> y; cin >> c; cin >> c; if(type == "int") { Data<int> d(n); d.sortRange(x, y); d.show(); } else if(type == "string") { Data<string> d(n); d.sortRange(x, y); d.show(); } else if(type == "float") { Data<float> d(n); d.sortRange(x, y); d.show(); } } return 0; }