Softwareentwicklung in C++ - ASC

406 13. Templates
ist für das generelle Konzept eines Buffers nicht wichtig, denn sein Verhalten
ändert sich ja nicht, egal ob wir nun int Werte oder char Werte hineinstellen
und wieder herausholen wollen.
Nicht nur bei vollständigen Klassen findet man diese Fälle, in denen der
Datentyp eigentlich für die Funktionalität nicht so wichtig ist, denselben Fall
gibt es auch bei simplen Funktionen. Nehmen wir einfach nur an, dass es eine
Funktion geben soll, die ein Array von Daten sortiert. Egal, welchen tollen
Sortieralgorithmus diese Funktion nun implementiert, eines ist sicher: Solange
der Datentyp, der in diesem Array gespeicherten Elemente die Operatoren
>, und < (evtl. auch ==, je nach Algorithmus) und den Zuweisungsoperator
= unterstützt, ist dieses sortierbar.
Genau hier sind wir also beim Prinzip der generischen Programmierung
gelandet: Wir schreiben eine Klasse oder auch einen Algorithmus, ohne in
der Implementierung auf konkrete Datentypen einzugehen. Stattdessen parametrisieren
wir unsere Implementierung bei deren Verwendung mit diesen
Datentypen um vom generischen Fall zur konkreten Implementation zu kommen.
Im Fall unseres Buffers von zuvor bedeutet das im Prinzip Folgendes:
1. Wir schreiben eine generische Klasse Buffer, die so allgemein formuliert
ist, dass ihr der Datentyp egal ist.
2. Bei Verwendung dieser Klasse wird über einen konkreten Typ-Parameter
(z.B. char) ihr Einsatzgebiet festgelegt. In diesem Fall hätten wir also
einen Buffer, der nur mit Characters umgehen kann.
Dasselbe passiert im Fall unserer Funktion zum Sortieren eines Arrays. Auch
hier wird der Algorithmus implementiert, ohne auf den echten Typ der zu
sortierenden Elemente Rücksicht zu nehmen. Im speziellen Fall kann diese
Funktion dann entweder ein int32-Array, ein char-Array oder auch ein beliebiges
Objekt-Array sortieren, wenn nur der Datentyp die entsprechenden
Operatoren implementiert.
In C ++ sind die sogenannten Templates der Mechanismus, der es erlaubt,
generische Datentypen zu schreiben und diese dann durch Typ-
Parametrisierung in konkreten Varianten zum Einsatz zu bringen.
Vorsicht Falle: Um einigen Lesern komische Überraschungen zu ersparen
möchte ich gleich eine wichtige Warnung vorwegnehmen: Nicht alle Compiler
können mit allen in der Folge vorgestellten Template-Aspekten umgehen. Es
kann also passieren, dass das eine oder andere Testprogrämmchen, das in der
Folge vorgestellt wird, nicht compiliert.
Üblicherweise ist es so, dass im Prinzip kein heutzutage verwendeter Compiler
ein Problem mit Function Templates (siehe Abschnitt 13.1) und mit
Class Templates (siehe Abschnitt 13.3) hat. So einige Compiler können allerdings
gewisse Aspekte der Spezialisierung von Templates nicht (siehe Abschnitt
13.5).