C++ Templates(第2版) 中文版

第 一部分 基础知识

第 1章 函数模板 2

1.1 函数模板初探 2

1.1.1 定义模板 2

1.1.2 使用模板 3

1.1.3 两阶段编译 4

1.2 模板实参推导简介 5

1.3 多模板参数 7

1.3.1 返回类型的模板参数 7

1.3.2 推导返回类型 8

1.3.3 返回类型为公共类型 9

1.4 默认模板实参简介 10

1.5 重载函数模板简介 11

1.6 难道，我们不应该…… 16

1.6.1 传值还是传引用 16

1.6.2 为什么不使用inline 16

1.6.3 为什么不使用constexpr 16

1.7 小结 17

第 2章 类模板 18

2.1 类模板Stack的实现 18

2.1.1 类模板的声明 19

2.1.2 成员函数的实现 20

2.2 类模板Stack的使用 21

2.3 部分使用类模板 22

2.4 友元简介 24

2.5 类模板的特化 25

2.6 偏特化 26

2.7 默认类模板实参 28

2.8 类型别名 30

2.9 类模板实参推导 32

2.10 模板化聚合体 35

2.11 小结 35

第3章 非类型模板参数 36

3.1 非类型的类模板参数 36

3.2 非类型的函数模板参数 38

3.3 非类型模板参数的限制 39

3.4 模板参数类型auto 40

3.5 小结 43

第4章 变参模板 44

4.1 变参模板简介 44

4.1.1 变参模板示例 44

4.1.2 变参和非变参模板的重载 45

4.1.3 sizeof...运算符 46

4.2 折叠表达式 46

4.3 变参模板应用 48

4.4 变参类模板和变参表达式 49

4.4.1 变参表达式 49

4.4.2 变参索引 50

4.4.3 变参类模板 51

4.4.4 变参推导指引 52

4.4.5 变参基类和using关键字 52

4.5 小结 54

第5章 基本技巧 55

5.1 关键字typename 55

5.2 零初始化 56

5.3 使用this-> 58

5.4 处理原始数组和字符串字面量的模板 58

5.5 成员模板 60

5.5.1 .template构造 65

5.5.2 泛型lambda和成员模板 65

5.6 变量模板 66

5.7 模板的模板参数简介 68

5.8 小结 73

第6章 移动语义和enable_if禁用 模板 79

6.4 使用enable_if 表达式 84

6.6 小结 85

第7章 传值还是传引用 86

7.1 传值 86

7.2 传引用 88

7.2.1 传递常量引用 88

7.2.2 传递非常量引用 90

7.2.3 传递转发引用 91

7.3 使用std::ref()和std::cref() 92

7.4 处理字符串字面量和原始 数组 94

7.5 处理返回值 95

7.6 推荐的模板参数声明方法 97

7.7 小结 99

第8章 编译期编程 100

8.1 模板元编程 100

8.2 使用constexpr计算 102

8.3 偏特化的执行路径选择 103

8.4 SFINAE 104

8.5 编译期if简介 108

8.6 小结 110

第9章 在实践中使用模板 111

9.1 包含模型简介 111

9.1.1 链接器错误 111

9.1.2 头文件中的模板 112

9.2 模板和inline 113

9.3 预编译头文件 114

9.4 破译大篇错误信息 115

9.5 后记 122

9.6 小结 122

第 10章 模板基本术语 123

10.1 是“类模板”还是 “模板类” 123

10.2 替换、实例化和特化 123

10.3 声明和定义 124

10.4 单一定义规则 126

10.5 模板实参和模板形参 126

10.6 小结 127

第 11章 泛型库 128

11.1 可调用对象 128

11.1.1 函数对象的支持 128

11.1.2 处理成员函数及额外的 参数 130

11.1.3 封装函数调用 132

11.2 实现泛型库的其他工具 133

11.2.1 类型特征 133

11.2.2 std::addressof() 135

11.2.3 std::declval() 135

11.3 完美转发临时变量 136

11.4 作为模板参数的引用 137

11.5 推迟估算 140

11.6 关于泛型库的思考 141

11.7 小结 141

第二部分 深入模板

第 12章 深入模板基础 144

12.1 参数化的声明 144

12.1.1 虚成员函数 148

12.1.2 模板的链接 148

12.1.3 主模板 150

12.2 模板参数 150

12.2.1 类型参数 150

12.2.2 非类型参数 151

12.2.3 模板的模板参数 152

12.2.4 模板参数包 153

12.2.5 默认模板实参 154

12.3 模板实参 156

12.3.1 函数模板实参 156

12.3.2 类型实参 158

12.3.3 非类型模板实参 158

12.3.4 模板的模板实参 160

12.3.5 实参的等价性 162

12.4 变参模板 163

12.4.1 包扩展 163

12.4.2 包扩展的时机 164

12.4.3 函数参数包 166

12.4.4 多重和嵌套包扩展 167

12.4.5 零长度包扩展 168

12.4.6 折叠表达式 169

12.5 友元 170

12.5.1 类模板的友元类 170

12.5.2 类模板的友元函数 171

12.5.3 友元模板 173

12.6 后记 174

第 13章 模板中的名称 175

13.1 名称的分类 175

13.2 名称查找 177

13.2.1 依赖于参数的查找 178

13.2.2 依赖于参数的友元 声明的查找 179

13.2.3 注入的类名称 180

13.2.4 当前的实例化 181

13.3 解析模板 183

13.3.1 非模板中的上下文 相关性 183

13.3.2 依赖类型的名称 186

13.3.3 依赖模板的名称 188

13.3.4 using声明中的依赖型 名称 189

13.3.5 ADL和显式模板实参 190

13.3.6 依赖型表达式 190

13.3.7 编译器错误 192

13.4 继承和类模板 193

13.4.1 非依赖型基类 193

13.4.2 依赖型基类 194

13.5 后记 196

第 14章 实例化 198

14.1 按需实例化 198

14.2 延迟实例化 200

14.2.1 部分和完全实例化 200

14.2.2 实例化组件 200

14.3 C 的实例化模型 203

14.3.1 两阶段查找 203

14.3.2 实例化点 204

14.3.3 包含模型 207

14.4 实现方案 207

14.4.1 贪婪实例化 209

14.4.2 查询实例化 210

14.4.3 迭代实例化 211

14.5 显式实例化 212

14.5.1 手动实例化 212

14.5.2 显式实例化声明 214

14.6 编译期的if语句 215

14.7 标准库 216

14.8 后记 217

第 15章 模板实参推导 218

15.1 推导的过程 218

15.2 推导的上下文 220

15.3 特殊的推导情况 221

15.4 初始化列表 222

15.5 参数包 223

15.6 右值引用 225

15.6.1 引用折叠规则 225

15.6.2 转发引用 226

15.6.3 完美转发 227

15.6.4 推导的意外情况 229

15.7 SFINAE 230

15.8 推导的限制 233

15.8.1 可行的实参转换 233

15.8.2 类模板实参 234

15.8.3 默认调用实参 234

15.8.4 异常规范 235

15.9 显式函数模板参数 236

15.10 基于初始化器和表达式的 推导 238

15.10.1 auto类型的规范 238

15.10.2 使用decltype表示一个表达式的类型 242

15.10.3 decltype(auto) 244

15.10.4 auto推导的特殊 情况 246

15.10.5 结构化绑定 249

15.10.6 泛型lambda表达式 252

15.11 别名模板 254

15.12 类模板参数推导 255

15.12.1 推导指引 256

15.12.2 隐式推导指引 257

15.12.3 其他 259

15.13 后记 262

第 16章 特化与重载 264

16.1 当“泛型代码”不是特别适用的时候 264

16.1.1 透明自定义 265

16.1.2 语义的透明性 266

16.2 重载函数模板 267

16.2.1 签名 267

16.2.2 重载的函数模板的局部排序 269

16.2.3 正式的排序规则 270

16.2.4 模板和非模板 272

16.2.5 变参函数模板 274

16.3 显式特化 276

16.3.1 全局的类模板特化 276

16.3.2 全局的函数模板特化 279

16.3.3 全局的变量模板特化 281

16.3.4 全局的成员特化 281

16.4 类模板偏特化 284

16.5 变量模板偏特化 287

16.6 后记 287

第 17章 未来方向 289

17.1 宽松的typename规则 289

17.2 广义非类型模板参数 290

17.3 函数模板的偏特化 292

17.4 命名模板实参简介 293

17.5 重载类模板 294

17.6 中间包扩展的演绎 294

17.7 void的规则化 295

17.8 模板的类型检查 296

17.9 反射元编程 297

17.10 包管理工具 298

17.11 模块 299

第三部分 模板与设计

第 18章 模板的多态 302

18.1 动多态 302

18.2 静多态 304

18.3 动多态与静多态 306

18.4 使用概念 308

18.5 新形式的设计模式 309

18.6 泛型程序设计 310

18.7 后记 312

第 19章 特征的实现 314

19.1 一个实例：累加一个序列 314

19.1.1 固定特征 314

19.1.2 值特征 317

19.1.3 参数化特征 321

19.2 特征、policy及policy类 321

19.2.1 特征和policy的区别 323

19.2.2 成员模板和模板的模板 参数 324

19.2.3 组合多个policy和（或）特征 325

19.2.4 运用普通的迭代器进行累积 325

19.3 类型函数 326

19.3.1 元素类型 327

19.3.2 转换特征 329

19.3.3 谓词特征 334

19.3.4 结果类型特征 336

19.4 基于SFINAE的特征 339

19.4.1 SFINAE函数重载 339

19.4.2 SFINAE偏特化 342

19.4.3 为SFINAE使用泛型lambda表达式 343

19.4.4 SFINAE友好的特征 346

19.5 IsConvertibleT 349

19.6 检测成员 351

19.6.1 检测成员类型 351

19.6.2 检测任意的成员类型 353

19.6.3 检测nontype成员 354

19.6.4 使用泛型lambda检测 成员 357

19.7 其他特征技术 359

19.7.1 if-then-else 359

19.7.2 检测nonthrowing 操作 362

19.7.3 特征的便利性 364

19.8 类型分类 366

19.8.1 确定基本类型 366

19.8.2 确定复合类型 368

19.8.3 识别函数类型 371

19.8.4 确定类类型 372

19.8.5 确定枚举类型 373

19.9 policy特征 373

19.10 在标准库中 376

19.11 后记 377

第 20章 类型属性重载 379

20.1 算法特化 379

20.2 标签调度 380

20.3 启用/禁用函数模板 382

20.3.1 提供多种特化 383

20.3.2 EnableIf去往何处 385

20.3.3 编译期if 386

20.3.4 术语 387

20.4 类特化 388

20.4.1 启用/禁用类模板 388

20.4.2 类模板的标签调度 390

20.5 实例化安全模板 392

20.6 在标准库中 396

20.7 后记 396

第 21章 模板与继承 398

21.1 空基类优化 398

21.1.1 布局原则 398

21.1.2 作为基类的成员 400

21.2 奇妙递归模板模式 402

21.2.1 Barton-Nackman 技巧 404

21.2.2 运算符实现 406

21.2.3 门面模式 407

21.3 混入 413

21.3.1 奇妙的混入 415

21.3.2 参数化的虚拟性 415

21.4 命名模板实参 416

21.5 后记 419

第 22章 桥接静多态与动多态 421

22.1 函数对象、指针以及std::function