第 一部分 基礎(chǔ)知識 第 1章 函數(shù)模板 2 1.1 函數(shù)模板初探 2 1.1.1 定義模板 2 1.1.2 使用模板 3 1.1.3 兩階段編譯 4 1.2 模板實參推導(dǎo)簡介 5 1.3 多模板參數(shù) 7 1.3.1 返回類型的模板參數(shù) 7 1.3.2 推導(dǎo)返回類型 8 1.3.3 返回類型為公共類型 9 1.4 默認模板實參簡介 10 1.5 重載函數(shù)模板簡介 11 1.6 難道，我們不應(yīng)該…… 16 1.6.1 傳值還是傳引用 16 1.6.2 為什么不使用inline 16 1.6.3 為什么不使用constexpr 16 1.7 小結(jié) 17 第 2章 類模板 18 2.1 類模板Stack的實現(xiàn) 18 2.1.1 類模板的聲明 19 2.1.2 成員函數(shù)的實現(xiàn) 20 2.2 類模板Stack的使用 21 2.3 部分使用類模板 22 2.4 友元簡介 24 2.5 類模板的特化 25 2.6 偏特化 26 2.7 默認類模板實參 28 2.8 類型別名 30 2.9 類模板實參推導(dǎo) 32 2.10 模板化聚合體 35 2.11 小結(jié) 35 第3章 非類型模板參數(shù) 36 3.1 非類型的類模板參數(shù) 36 3.2 非類型的函數(shù)模板參數(shù) 38 3.3 非類型模板參數(shù)的限制 39 3.4 模板參數(shù)類型auto 40 3.5 小結(jié) 43 第4章 變參模板 44 4.1 變參模板簡介 44 4.1.1 變參模板示例 44 4.1.2 變參和非變參模板的重載 45 4.1.3 sizeof...運算符 46 4.2 折疊表達式 46 4.3 變參模板應(yīng)用 48 4.4 變參類模板和變參表達式 49 4.4.1 變參表達式 49 4.4.2 變參索引 50 4.4.3 變參類模板 51 4.4.4 變參推導(dǎo)指引 52 4.4.5 變參基類和using關(guān)鍵字 52 4.5 小結(jié) 54 第5章 基本技巧 55 5.1 關(guān)鍵字typename 55 5.2 零初始化 56 5.3 使用this-> 58 5.4 處理原始數(shù)組和字符串字面量的模板 58 5.5 成員模板 60 5.5.1 .template構(gòu)造 65 5.5.2 泛型lambda和成員模板 65 5.6 變量模板 66 5.7 模板的模板參數(shù)簡介 68 5.8 小結(jié) 73 第6章 移動語義和enable_if<> 74 6.1 完美轉(zhuǎn)發(fā)簡介 74 6.2 特殊成員函數(shù)模板 77 6.3 通過std::enable_if<>禁用 模板 79 6.4 使用enable_if<> 81 6.5 使用概念簡化enable_if<> 表達式 84 6.6 小結(jié) 85 第7章 傳值還是傳引用 86 7.1 傳值 86 7.2 傳引用 88 7.2.1 傳遞常量引用 88 7.2.2 傳遞非常量引用 90 7.2.3 傳遞轉(zhuǎn)發(fā)引用 91 7.3 使用std::ref()和std::cref() 92 7.4 處理字符串字面量和原始 數(shù)組 94 7.5 處理返回值 95 7.6 推薦的模板參數(shù)聲明方法 97 7.7 小結(jié) 99 第8章 編譯期編程 100 8.1 模板元編程 100 8.2 使用constexpr計算 102 8.3 偏特化的執(zhí)行路徑選擇 103 8.4 SFINAE 104 8.5 編譯期if簡介 108 8.6 小結(jié) 110 第9章 在實踐中使用模板 111 9.1 包含模型簡介 111 9.1.1 鏈接器錯誤 111 9.1.2 頭文件中的模板 112 9.2 模板和inline 113 9.3 預(yù)編譯頭文件 114 9.4 破譯大篇錯誤信息 115 9.5 后記 122 9.6 小結(jié) 122 第 10章 模板基本術(shù)語 123 10.1 是“類模板”還是 “模板類” 123 10.2 替換、實例化和特化 123 10.3 聲明和定義 124 10.4 單一定義規(guī)則 126 10.5 模板實參和模板形參 126 10.6 小結(jié) 127 第 11章 泛型庫 128 11.1 可調(diào)用對象 128 11.1.1 函數(shù)對象的支持 128 11.1.2 處理成員函數(shù)及額外的 參數(shù) 130 11.1.3 封裝函數(shù)調(diào)用 132 11.2 實現(xiàn)泛型庫的其他工具 133 11.2.1 類型特征 133 11.2.2 std::addressof() 135 11.2.3 std::declval() 135 11.3 完美轉(zhuǎn)發(fā)臨時變量 136 11.4 作為模板參數(shù)的引用 137 11.5 推遲估算 140 11.6 關(guān)于泛型庫的思考 141 11.7 小結(jié) 141 第二部分 深入模板 第 12章 深入模板基礎(chǔ) 144 12.1 參數(shù)化的聲明 144 12.1.1 虛成員函數(shù) 148 12.1.2 模板的鏈接 148 12.1.3 主模板 150 12.2 模板參數(shù) 150 12.2.1 類型參數(shù) 150 12.2.2 非類型參數(shù) 151 12.2.3 模板的模板參數(shù) 152 12.2.4 模板參數(shù)包 153 12.2.5 默認模板實參 154 12.3 模板實參 156 12.3.1 函數(shù)模板實參 156 12.3.2 類型實參 158 12.3.3 非類型模板實參 158 12.3.4 模板的模板實參 160 12.3.5 實參的等價性 162 12.4 變參模板 163 12.4.1 包擴展 163 12.4.2 包擴展的時機 164 12.4.3 函數(shù)參數(shù)包 166 12.4.4 多重和嵌套包擴展 167 12.4.5 零長度包擴展 168 12.4.6 折疊表達式 169 12.5 友元 170 12.5.1 類模板的友元類 170 12.5.2 類模板的友元函數(shù) 171 12.5.3 友元模板 173 12.6 后記 174 第 13章 模板中的名稱 175 13.1 名稱的分類 175 13.2 名稱查找 177 13.2.1 依賴于參數(shù)的查找 178 13.2.2 依賴于參數(shù)的友元 聲明的查找 179 13.2.3 注入的類名稱 180 13.2.4 當(dāng)前的實例化 181 13.3 解析模板 183 13.3.1 非模板中的上下文 相關(guān)性 183 13.3.2 依賴類型的名稱 186 13.3.3 依賴模板的名稱 188 13.3.4 using聲明中的依賴型 名稱 189 13.3.5 ADL和顯式模板實參 190 13.3.6 依賴型表達式 190 13.3.7 編譯器錯誤 192 13.4 繼承和類模板 193 13.4.1 非依賴型基類 193 13.4.2 依賴型基類 194 13.5 后記 196 第 14章 實例化 198 14.1 按需實例化 198 14.2 延遲實例化 200 14.2.1 部分和完全實例化 200 14.2.2 實例化組件 200 14.3 C++的實例化模型 203 14.3.1 兩階段查找 203 14.3.2 實例化點 204 14.3.3 包含模型 207 14.4 實現(xiàn)方案 207 14.4.1 貪婪實例化 209 14.4.2 查詢實例化 210 14.4.3 迭代實例化 211 14.5 顯式實例化 212 14.5.1 手動實例化 212 14.5.2 顯式實例化聲明 214 14.6 編譯期的if語句 215 14.7 標準庫 216 14.8 后記 217 第 15章 模板實參推導(dǎo) 218 15.1 推導(dǎo)的過程 218 15.2 推導(dǎo)的上下文 220 15.3 特殊的推導(dǎo)情況 221 15.4 初始化列表 222 15.5 參數(shù)包 223 15.6 右值引用 225 15.6.1 引用折疊規(guī)則 225 15.6.2 轉(zhuǎn)發(fā)引用 226 15.6.3 完美轉(zhuǎn)發(fā) 227 15.6.4 推導(dǎo)的意外情況 229 15.7 SFINAE 230 15.8 推導(dǎo)的限制 233 15.8.1 可行的實參轉(zhuǎn)換 233 15.8.2 類模板實參 234 15.8.3 默認調(diào)用實參 234 15.8.4 異常規(guī)范 235 15.9 顯式函數(shù)模板參數(shù) 236 15.10 基于初始化器和表達式的 推導(dǎo) 238 15.10.1 auto類型的規(guī)范 238 15.10.2 使用decltype表示一個表達式的類型 242 15.10.3 decltype(auto) 244 15.10.4 auto推導(dǎo)的特殊 情況 246 15.10.5 結(jié)構(gòu)化綁定 249 15.10.6 泛型lambda表達式 252 15.11 別名模板 254 15.12 類模板參數(shù)推導(dǎo) 255 15.12.1 推導(dǎo)指引 256 15.12.2 隱式推導(dǎo)指引 257 15.12.3 其他 259 15.13 后記 262 第 16章 特化與重載 264 16.1 當(dāng)“泛型代碼”不是特別適用的時候 264 16.1.1 透明自定義 265 16.1.2 語義的透明性 266 16.2 重載函數(shù)模板 267 16.2.1 簽名 267 16.2.2 重載的函數(shù)模板的局部排序 269 16.2.3 正式的排序規(guī)則 270 16.2.4 模板和非模板 272 16.2.5 變參函數(shù)模板 274 16.3 顯式特化 276 16.3.1 全局的類模板特化 276 16.3.2 全局的函數(shù)模板特化 279 16.3.3 全局的變量模板特化 281 16.3.4 全局的成員特化 281 16.4 類模板偏特化 284 16.5 變量模板偏特化 287 16.6 后記 287 第 17章 未來方向 289 17.1 寬松的typename規(guī)則 289 17.2 廣義非類型模板參數(shù) 290 17.3 函數(shù)模板的偏特化 292 17.4 命名模板實參簡介 293 17.5 重載類模板 294 17.6 中間包擴展的演繹 294 17.7 void的規(guī)則化 295 17.8 模板的類型檢查 296 17.9 反射元編程 297 17.10 包管理工具 298 17.11 模塊 299 第三部分 模板與設(shè)計 第 18章 模板的多態(tài) 302 18.1 動多態(tài) 302 18.2 靜多態(tài) 304 18.3 動多態(tài)與靜多態(tài) 306 18.4 使用概念 308 18.5 新形式的設(shè)計模式 309 18.6 泛型程序設(shè)計 310 18.7 后記 312 第 19章 特征的實現(xiàn) 314 19.1 一個實例：累加一個序列 314 19.1.1 固定特征 314 19.1.2 值特征 317 19.1.3 參數(shù)化特征 321 19.2 特征、policy及policy類 321 19.2.1 特征和policy的區(qū)別 323 19.2.2 成員模板和模板的模板 參數(shù) 324 19.2.3 組合多個policy和（或）特征 325 19.2.4 運用普通的迭代器進行累積 325 19.3 類型函數(shù) 326 19.3.1 元素類型 327 19.3.2 轉(zhuǎn)換特征 329 19.3.3 謂詞特征 334 19.3.4 結(jié)果類型特征 336 19.4 基于SFINAE的特征 339 19.4.1 SFINAE函數(shù)重載 339 19.4.2 SFINAE偏特化 342 19.4.3 為SFINAE使用泛型lambda表達式 343 19.4.4 SFINAE友好的特征 346 19.5 IsConvertibleT 349 19.6 檢測成員 351 19.6.1 檢測成員類型 351 19.6.2 檢測任意的成員類型 353 19.6.3 檢測nontype成員 354 19.6.4 使用泛型lambda檢測 成員 357 19.7 其他特征技術(shù) 359 19.7.1 if-then-else 359 19.7.2 檢測nonthrowing 操作 362 19.7.3 特征的便利性 364 19.8 類型分類 366 19.8.1 確定基本類型 366 19.8.2 確定復(fù)合類型 368 19.8.3 識別函數(shù)類型 371 19.8.4 確定類類型 372 19.8.5 確定枚舉類型 373 19.9 policy特征 373 19.10 在標準庫中 376 19.11 后記 377 第 20章 類型屬性重載 379 20.1 算法特化 379 20.2 標簽調(diào)度 380 20.3 啟用/禁用函數(shù)模板 382 20.3.1 提供多種特化 383 20.3.2 EnableIf去往何處 385 20.3.3 編譯期if 386 20.3.4 術(shù)語 387 20.4 類特化 388 20.4.1 啟用/禁用類模板 388 20.4.2 類模板的標簽調(diào)度 390 20.5 實例化安全模板 392 20.6 在標準庫中 396 20.7 后記 396 第 21章 模板與繼承 398 21.1 空基類優(yōu)化 398 21.1.1 布局原則 398 21.1.2 作為基類的成員 400 21.2 奇妙遞歸模板模式 402 21.2.1 Barton-Nackman 技巧 404 21.2.2 運算符實現(xiàn) 406 21.2.3 門面模式 407 21.3 混入 413 21.3.1 奇妙的混入 415 21.3.2 參數(shù)化的虛擬性 415 21.4 命名模板實參 416 21.5 后記 419 第 22章 橋接靜多態(tài)與動多態(tài) 421 22.1 函數(shù)對象、指針以及std::function<> 421 22.2 泛化的函數(shù)指針 423 22.3 橋接接口 425 22.4 類型擦除 426 22.5 可選的橋接 427 22.6 性能考慮 429 22.7 后記 429 第 23章 元編程 431 23.1 現(xiàn)代C++元編程的狀況 431 23.1.1 值元編程 431 23.1.2 類型元編程 432 23.1.3 混合元編程 433 23.1.4 單位類型的混合元編程 435 23.2 反射元編程的維度 437 23.3 遞歸實例化的代價 438 23.4 計算完備性 441 23.5 遞歸實例化還是遞歸模板實參 441 23.6 枚舉值還是靜態(tài)常量 442 23.7 后記 443 第 24章 類型列表 446 24.1 解剖一個類型列表 446 24.2 類型列表算法 448 24.2.1 索引 448 24.2.2 尋找最佳匹配 449 24.2.3 追加元素到類型 列表 451 24.2.4 反轉(zhuǎn)類型列表 453 24.2.5 轉(zhuǎn)化類型列表 454 24.2.6 累加類型列表 455 24.2.7 插入排序 457 24.3 非類型類型列表 459 24.4 使用包擴展來優(yōu)化算法 462 24.5 cons風(fēng)格的類型列表 463 24.6 后記 465 第 25章 元組 466 25.1 基礎(chǔ)元組設(shè)計 466 25.1.1 存儲 466 25.1.2 構(gòu)造 468 25.2 基礎(chǔ)元組運算 469 25.2.1 比較 469 25.2.2 輸出 470 25.3 元組算法 471 25.3.1 作為類型列表 471 25.3.2 增刪 472 25.3.3 反轉(zhuǎn) 473 25.3.4 索引列表 474 25.3.5 用索引列表反轉(zhuǎn) 475 25.3.6 重排和選擇 477 25.4 展開元組 480 25.5 優(yōu)化元組 480 25.5.1 元組和EBCO 481 25.5.2 常數(shù)時間復(fù)雜度的get() 484 25.6 元組索引 485 25.7 后記 487 第 26章 可辨識聯(lián)合體 489 26.1 存儲簡介 490 26.2 設(shè)計 491 26.3 值的查詢與提取 494 26.4 元素初始化、賦值和析構(gòu) 495 26.4.1 初始化 495 26.4.2 析構(gòu) 496 26.4.3 賦值 497 26.5 訪問者 500 26.5.1 訪問結(jié)果類型 503 26.5.2 公共結(jié)果類型 504 26.6 variant的初始化和賦值 505 26.7 后記 508 第 27章 表達式模板 510 27.1 臨時變量和割裂的循環(huán) 510 27.2 在模板實參中對表達式編碼 514 27.2.1 表達式模板的操作數(shù) 515 27.2.2 Array類型 518 27.2.3 運算符 520 27.2.4 回顧 521 27.2.5 表達式模板賦值 523 27.3 表達式模板的性能與局限 524 27.4 后記 524 第 28章 調(diào)試模板 527 28.1 淺層實例化 527 28.2 靜態(tài)斷言 529 28.3 原型 530 28.4 追蹤器 532 28.5 預(yù)言機 535 28.6 后記 536 附錄A 單一定義規(guī)則 537 A.1 編譯單元 537 A.2 聲明和定義 538 A.3 單一定義規(guī)則的細節(jié) 539 A.3.1 程序中的單一定義約束 539 A.3.2 編譯單元中的單一定義約束 540 A.3.3 跨編譯單元的等價性約束 542 附錄B 值類別 545 B.1 傳統(tǒng)的左值和右值 545 B.2 C++11值類別 546 B.3 使用decltype檢查值類別 549 B.4 引用類型 549 附錄C 重載解析 551 C.1 何時應(yīng)用重載解析 551 C.2 簡化過的重載解析 552 C.2.1 成員函數(shù)的隱含實參 554 C.2.2 精細完美匹配 555 C.3 重載的細節(jié) 556 C.3.1 非模板優(yōu)先或更特化的模板 557 C.3.2 轉(zhuǎn)換序列 557 C.3.3 指針的轉(zhuǎn)型 558 C.3.4 初始化列表 559 C.3.5 仿函數(shù)和代理函數(shù) 562 C.3.6 其他的重載情況 562 附錄D 標準庫類型實用程序 564 D.1 使用類型特征 564 D.1.1 std::integral_constant和std::bool_constant 565 D.1.2 使用特征時應(yīng)該知道的事 566 D.2 基本和復(fù)合類型類別 567 D.2.1 基本類型類別的測試 567 D.2.2 復(fù)合類型類別的測試 571 D.3 類型屬性和操作 572 D.3.1 其他類型屬性 572 D.3.2 特定操作測試 580 D.3.3 類型之間的關(guān)系 587 D.4 類型構(gòu)造 589 D.5 其他特征 593 D.6 組合類型特征 595 D.7 其他工具 596 附錄E 概念 598 E.1 使用概念 598 E.2 定義概念 600 E.3 約束的重載 602 E.3.1 約束的歸并 602 E.3.2 約束和標簽調(diào)度 603 E.4 概念小提示 604 E.4.1 測試概念 604 E.4.2 概念粒度 604 E.4.3 二進制兼容性 605 術(shù)語表 607