تخصيص القوالب

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 66 من 104.

أحيانًا لا يعمل القالب العام جيدًا مع كل نوع. على سبيل المثال، تؤدي مقارنة السلاسل النصية بأسلوب C باستخدام > إلى مقارنة عناوين المؤشرات، لا النص الفعلي. يتيح لك تخصيص القوالب توفير تطبيق مخصص لأنواع محددة، مع الإبقاء على الإصدار العام لكل ما عداها.

يستبدل التخصيص الكامل القالب بأكمله لنوع محدد. وتُعلنه بقائمة معاملات قالب فارغة وتحدد النوع الملموس:

// القالب الأساسي
template <typename T>
class Printer {
public:
    void print(T value) {
        std::cout << value << std::endl;
    }
};

// تخصيص كامل لـ const char*
template <>
class Printer<const char*> {
public:
    void print(const char* value) {
        std::cout << "String: " << value << std::endl;
    }
};

Printer<int> intPrinter;
intPrinter.print(42);           // الناتج: 42

Printer<const char*> strPrinter;
strPrinter.print("hello");      // الناتج: String: hello

يمكن أيضًا تخصيص قوالب الدوال:

template <typename T>
bool isEqual(T a, T b) {
    return a == b;
}

template <>
bool isEqual<const char*>(const char* a, const char* b) {
    return std::strcmp(a, b) == 0;
}

isEqual(5, 5);              // يستخدم النسخة العامة
isEqual("hi", "hi");        // يستخدم النسخة المتخصصة

يفضّل المترجم دائمًا المطابقة الأكثر تحديدًا؛ فإذا وُجد تخصيص للنوع المحدد المستخدم، فسيختاره بدلًا من القالب العام.

التحدي

سهل

لننشئ نظام تنسيق يراعي الأنواع، ويوضح كيف يتيح تخصيص القوالب تخصيص السلوك لأنواع محددة، مع الحفاظ على بديل عام لكل ما عداها.

ستُنشئ ملفين لتنظيم الشيفرة الخاصة بالقوالب:

Formatter.h: عرّف قالب صنف باسم Formatter ينسّق القيم لعرضها. ينبغي أن يعمل القالب العام مع أي نوع، لكنك ستُنشئ أيضًا نسخًا متخصصة للأنواع التي تحتاج إلى معالجة مخصصة.
ينبغي أن يتضمن قالب Formatter الأساسي ما يلي:
- أسلوب format() يأخذ قيمة من النوع T ويطبع: Value: <value>
أنشئ تخصيصًا كاملًا للنوع bool يطبع نصًا واضحًا للقراءة بدلًا من 1 أو 0:
- ينبغي أن يطبع الأسلوب format(): Boolean: true أو Boolean: false
أنشئ تخصيصًا كاملًا للنوع const char* يضيف علامتي اقتباس حول السلاسل النصية:
- ينبغي أن يطبع الأسلوب format(): String: "<value>"
أنشئ أيضًا قالب دالة باسم formatPair يأخذ قيمتين من النوع نفسه ويطبعهما معًا بهذا الشكل: Pair: [<first>, <second>]

أنشئ تخصيصًا لـ formatPair من أجل const char* يحيط كل سلسلة نصية بعلامتي اقتباس: Pair: ["<first>", "<second>"]
main.cpp: اقرأ أربع مدخلات (كلٌّ منها في سطر منفصل):
1. عددًا صحيحًا
2. عددًا عشريًا
3. قيمة منطقية على هيئة سلسلة نصية (true أو false)
4. قيمة سلسلة نصية
اعرض كيفية عمل أدوات التنسيق لديك بإنشاء كائنات Formatter مناسبة واستدعاء format() لكل نوع:
1. نسّق العدد الصحيح باستخدام Formatter<int>
2. نسّق العدد العشري باستخدام Formatter<double>
3. نسّق القيمة المنطقية باستخدام Formatter<bool> (حوّل مدخل السلسلة النصية إلى قيمة منطقية أولًا)
4. نسّق السلسلة النصية باستخدام Formatter<const char*>
ثم اعرض تخصيص قالب الدالة:
1. استدعِ formatPair مع عددين صحيحين: 10 و20
2. استدعِ formatPair مع سلسلتين نصيتين من نوع C: "hello" و"world"

على سبيل المثال، مع المدخلات 42 و3.14 وtrue وHello:

Value: 42
Value: 3.14
Boolean: true
String: "Hello"
Pair: [10, 20]
Pair: ["hello", "world"]

لاحظ كيف يتعامل القالب العام مع الأعداد الصحيحة والعشرية بالطريقة نفسها، بينما توفر النسخ المتخصصة للنوعين bool وconst char* تنسيقًا مخصصًا. يختار المترجم تلقائيًا التطابق الأكثر تخصيصًا لكل نوع تستخدمه.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Formatter.h"

using namespace std;

int main() {
    // اقرأ المدخلات
    int intVal;
    double doubleVal;
    string boolStr;
    string strVal;
    
    cin >> intVal;
    cin >> doubleVal;
    cin >> boolStr;
    cin >> strVal;
    
    // حوّل السلسلة النصية إلى bool
    bool boolVal = (boolStr == "true");
    
    // TODO: أنشئ Formatter<int> ونسّق العدد الصحيح
    
    // TODO: أنشئ Formatter<double> ونسّق العدد العشري
    
    // TODO: أنشئ Formatter<bool> ونسّق القيمة المنطقية
    
    // TODO: أنشئ Formatter<const char*> ونسّق السلسلة النصية
    // تلميح: استخدم strVal.c_str() للحصول على const char*
    
    // TODO: استدعِ formatPair مع عددين صحيحين: 10 و20
    
    // TODO: استدعِ formatPair مع سلسلتين نصيتين من نوع C: "hello" و"world"
    
    return 0;
}