- 使用
template关键字引入模板：template<typename T> void fun(T) {...}- 函数模板的声明与定义
typename关键字可以替换为class，含义相同- 函数模板中包含了两对参数：函数形参/实参；模板形参/实参
- 函数模板的显式实例化：
fun<int>(3)- 实例化会使得编译器产生相应的函数（函数模板并非函数，不能调用）
- 编译期的两阶段处理
- 模板语法检查
- 模板实例化
- 模板必须在实例化时可见——翻译单元的一处定义原则
- 注意与内联函数的异同
- 函数模板的重载
- 函数实参的类型推导（参考文献）
- 如果函数模板在实例化时没有显式指定模板实参，那么系统会尝试进行推导
- 推导是基于函数实参（表达式）确定模板实参的过程，其基本原则与
auto类型推导相似- 函数形参是左值引用/指针：
- 忽略表达式类型中的引用
- 将表达式类型与函数形参模式匹配以确定模板实参
- 函数形参是万能引用
- 如果实参表达式是右值，那么模板形参被推导为去掉引用的基本类型
- 如果实参表达式是左值，那么模板形参被推导为左值引用，触发引用折叠
- 函数形参不包含引用
- 忽略表达式类型中的引用
- 忽略顶层
const - 数组、函数转换成相应的指针类型
- 函数形参是左值引用/指针：
- 模板实参并非总是能够推导得到
- 如果模板形参与函数形参无关，则无法推导
- 即使相关，也不一定能进行推导，推导成功也可能存在因歧义而无法使用
- 在无法推导时，编译器会选择使用缺省模板实参
- 可以为任意位置的模板形参指定缺省模板实参——注意与函数缺省实参的区别
- 显式指定部分模板实参
- 显式指定的模板实参必须从最左边开始，依次指定
- 模板形参的声明顺序会影响调用的灵活性
- 函数模板制动推导时会遇到的几种情况
- 函数形参无法匹配——SFINAE（替换失败并非错误）
- 模板与非模板同时匹配，匹配等级相同，此时选择非模板的版本
- 多个模板同时匹配，此时采用偏序关系确定选择最特殊的版本
- 函数模板的实例化控制
- 显式实例化定义：
template void fun(int)/template void fun(int) - 显式实例化声明：
extern template void fun(int)/extern template void fun(int) - 注意一处定义原则
- 注意实例化过程中的模板形参推导
- 显式实例化定义：
- 函数模板的（完全）特化：
template<> void f(int)/template<> void f(int)- 并不引入新的（同名）名称，只是为某个模板针对特定模板实参提供优化算法
- 注意与重载的区别
- 注意特化过程中的模板形参推导
- 避免使用函数模板的特化（参考文献）
- 不参与重载解析，会产生反直觉的效果
- 通常可以用重载代替
- 一些不便于重载的情况：无法建立模板形参与函数形参的关联
- 使用
if constexpr解决 - 引入“假”函数形参
- 通过类模板特化解决
- 使用
- （C++20）函数模板的简化形式：使用
auto定义模板参数类型- 优势：书写便捷
- 劣势：在函数内部需要间接获取参数参数类型信息
- 使用
template关键字引入模板：template class B {…};- 类模板的声明与定义——翻译单元的一处定义原则
- 成员函数只有在调用时才会被实例化
- 类内类模板名称的简写
- 类模板成员函数的定义（类内、类外）
- 成员函数模板
- 类的成员函数模板
- 类模板的成员函数模板
- 友元函数（模板）
- 可以声明一个函数模板为某个类（模板）的友元
- C++11支持声明模板参数为友元
- 类模板的实例化（cpp reference）
- 与函数实例化很像
- 可以实例化整个类，或者类中的某个成员函数
- 类模板的（完全）特化/部分特化（偏特化）
- 特化版本与基础版本可以拥有完全不同的实现
- 类模板的实参推导（从C++17开始）
- 用于构造函数的实参推导
- 用户自定义的推导指引
- 注意：引入实参推导并不意味着降低了类型限制！
- C++17之前的解决方案：引入辅助模板函数
- 模板的问题：没有对模板参数引入相应的限制
- 参数是否可以正常工作，通常需要阅读代码进行理解
- 编译报错友好性较差(
vector<int&>)
- （C++20）
Concepts：编译期谓词，基于给定的输入，返回true或false- 与
constraints（require从句）一起使用时限制模板参数 - 通常置于表示模板形参的尖括号后面进行限制
- 与
Concept的定义与使用- 包含一个模板参数的
Concept- 使用
requires从句 - 直接替换
typename
- 使用
- 包含多个模板参数
Concept- 用做类型
constraint时，少传递一个参数，推导出的类型将作为首个参数
- 用做类型
- 包含一个模板参数的
require表达式- 简单表达式：表明可以接收的操作
- 类型表达式：表明是一个有效的类型
- 复合表达式：表明操作的有效性，以及操作返回类型的特性
- 嵌套表达式：包含其他的限定表达式
- 注意区分
requires从句与requires表达式 requires从句会影响重载解析与特化版本的选取- 只有
requires从句有效而且返回为true时相应的模板才会被考虑 requires从句所引入的限定具有偏序特性，系统会选择限制最严格的版本- 特化小技巧：在声明中引入“
A||B”进行限制，之后分别针对A与B引入特化
- 只有
- 可以使用
using引入别名模板- 为目标本身引入别名
- 为类模板的成员引入别名
- 别名模板不支持特化，但可以基于类模板的特化引入别名，以实现类似特化的功能
- 注意与实参推导的关系
- 变长模板(Variadic Template)
- 变长模板参数与参数包
- 变长模板参数可以是数值、类型或模板
sizeof...操作- 注意变长模板参数的位置
- （C++11）通过包展开技术操作变长模板参数
- 包展开语句可以很复杂，需要明确是哪一部分展开，在哪里展开
- （C++17）折叠表达式(cpp reference)
- 基于逗号的折叠表达式应用
- 折叠表达式用于表达式求值，无法处理输入（输出）是类型与模板的情形
- （C++11）完美转发：
std::forward函数- 通常与万能引用结合使用
- 同时处理传入参数是左值或右值的情形
- （C++20）
lambda表达式模板
- 使用
typename与template消除歧义- 使用
typename表示一个依赖名称是类型而非静态数据成员 - 使用
template表示一个依赖名称是模板 template与成员函数模板调用
- 使用
- （C++14）变量模板
template<typename T> T pi = (T)3.1415926;- 其他形式的变量模板