一对一友好关系。用相同模板实参实例化的友元是该类的友元，可以访问非 public部分，而对于用其他实参实例化的实例则没有特殊访问权限。...e)) {} 模板被使用时才会进行实例化，这意味着，当两个或多个独立编译的源文件使用了相同的模板，并提供了相同的模板参数时，每个文件中就都会有该模板的一个实例。...---- 16.2 模板实参推断 只有很有限的几种类型转换会自动地应用于模板实参，编译器通常不是对实参进行类型转换，而是生成一个新的模板实例。...对于这种参数，对实参进行正常的类型转换。 当函数返回类型与参数列表中任何类型都不相同时，编译器无法推断出模板实参的类型或者希望允许用户控制模板实例化，可以指定显式模板实参。...这样就不必担心编译器由于未遇到你希望调用的函数，而实例化一个并非你所需的版本。
），用数学上集合的概念，通例模板参数所有可取的值组合构成全集U，完全特例化对U中某个元素进行专门定义，部分特例化对U的某个真子集进行专门定义。...从这个例子我们也可以窥探 C++ 模板元编程的函数式编程范型，对比结构化求和程序：for(i=0,sum=0; i<=N; ++i) sum+=i; 用逐步改变存储（即变量 sum）的方式来对计算过程进行编程...函数式编程看上去似乎效率低下（因为它和数学接近，而不是和硬件工作方式接近），但有自己的优势：描述问题更加简洁清晰（前提是熟悉这种方式），没有可变的变量就没有数据依赖，方便进行并行化。...，和元容器上的查找算法，但还有一个小问题，就是它不能处理模板，编译器对模板的操纵能力远不如对类型的操纵能力强（提示：类模板实例是类型），我们可以一种间接方式实现存储“模板元素”，即用模板的一个代表实例（...如全用 int 为参数的实例）来代表这个模板，这样对任意模板实例，只需判断其模板的代表实例是否在容器中即可，这需要进行类型过滤：对任意模板的实例将其替换为指定模板参数的代表实例，类型过滤实例代码如下（参考了文献
例如 fact::value 会在计算 value 的过程中实例化 11 个 fact （ i 从 0 到 10 ）的空类。实例化代码是计算手段，是递归的中间结果。...而泛型编程则是将模板用特定的类型来实例化，例如将模板类 list实例化成真正的类 list。实例化代码是最终目的。 先学泛型编程再学元编程先学泛型编程再学元编程！...编译器从模板生成类或函数的过程称为“模板实例化”；minimum 是模板 minimum 的实例化。 当编译器遇到一个模板定义的时候，它并不会生成代码。...通常来说，我们将类定义和函数说明放在头文件中，而普通函数和类的成员函数的定义放在源文件中，模板则不尽相同：为了生成一个实例化的版本，编译器需要掌握函数模板或类模板成员函数的定义。...**注：**一个类模板的每一个实例都形成一个独立的类，而类模板的每个实例都有其自己版本的成员函数 所以，我们可能会出现一个单一模板并不能满足所有类型的需求，而模板特例化就出现了。
下面给出一个例子进行说明： 假设要读取一系列文件，并统计每个文件的行数 1, 命令式编程的方式： 1, 打开每个文件 2,定义一个 counter变量保存行数 3,逐个读取文件的每个字符，并在读取到换行符时将...2,声明式编程的方式： 1,不需要关心统计是如何进行的，只需要说明在给定的流中统计换行符的数目就可以 2,使用抽象来表述用户的目的，而不是说明如何去做 3,使用std::count， 不用手动计算行数目...这种类型的for循环结构简化了对可迭代数据集的遍历。它通过消除初始化过程并遍历每个元素而不是遍历迭代器来做到这一点。...函数式编程： std::accumulate 是一个高阶函数，提供了对递归结构，如向量、列表和树等的遍历处理，并允许逐步构建自己需要的结果。...，而是对函数对象的签名进行模板化。
控制实例化 前面我们提到只有当模板被使用时才会进行实例化，这一特性意味着相同的实例可能出现在多个对象文件中。...当多个独立编译的源文件使用了相同的模板，并且提供了相同的模板参数时，每个文件中就都会有该模板的一个实例。在大系统中，如果我们在多个文件中实例化相同模板的额外开销可能非常严重。...而compare函数和Blob将不在本文件中进行实例化，这些模板的定义必须出现在程序的其他文件中： // templateBuild.cc // 实例化文件必须为每个在其他文件中声明为...} 3.2 进行类型转换的标准库模板类 在前面提到的例子中，我们对传递的参数类型一无所知，唯一可以使用的操作是迭代器操作，而所有的迭代器操作都不会生成元素，只能生成元素的引用。...这样就不必担心编译器由于未遇到你希望调用的函数而实例化一个并非你需要的版本。 可变参数模板 一个可变参数模板variadic template就是一个接受可变数组参数的模板函数或模板类。
C++模板给C++提供了元编程的能力，但大部分用户对 C++ 模板的使用并不是很频繁，大致限于泛型编程，在一些系统级的代码，尤其是对通用性、性能要求极高的基础库（如 STL、Boost）几乎不可避免在大量地使用...3.模板元编程的组成要素 从编程范式上来说，C++模板元编程是函数式编程，用递归形式实现循环结构的功能，用C++ 模板的特例化提供了条件判断能力，这两点使得其具有和普通语言一样通用的能力（图灵完备性）。...从这个例子我们也可以窥探 C++ 模板元编程的函数式编程范型，对比结构化求和程序：for(i=0,sum=0; i<=N; ++i) sum+=i;用逐步改变存储（即变量 sum）的方式来对计算过程进行编程...函数式编程看上去似乎效率低下（因为它和数学接近，而不是和硬件工作方式接近），但有自己的优势：描述问题更加简洁清晰，没有可变的变量就没有数据依赖，方便进行并行化。...特性对类型的信息（如 value_type、 reference）进行包装，使得上层代码可以以统一的接口访问这些信息。
当编译器实例化一个模板时，它可能会发现在此之前另 外的模板需要首先实例化；在实例化这些模板的时候，又会发现有更多的模板需要实例化 。许多模板元编程的技巧就是基于这个原理，来实现递归式的计算的。...（译注3）因此，我们有理由在 编译时进行计算。 回忆一下我们在第一个例子中所做的：我们利用了模板实例化是通过递归进行这一特性。 在这里我们再次通过引发递归式的模板实例化来近似获取相应的值。...递归的停止取决于一个特化的，不需要进一步进行模板实例 化的模板。...从上述两个例子可以看出，编译时计算通常是通过递归实例化模板这一途径进行的。递归 的函数为类模板所取代。函数的参数为已知类型的常数模板参数代替，而返回值则由类内 保存的常数来表示。...很明显，模板编程提升了运行时的计算性能，但是代价是延长了编译的时间。递归的模板 实例化展开所造成的编译时间延长是以数量级形式进行的。而面向对象的代码虽然编译时 间短，却花费了更多的运行时间。
模板元编程不仅为我们提供了一种更加灵活和高效的编程方式，还可以用于实现许多通用的算法和数据结构。编译时计算模板元编程的核心是利用编译时计算，在编译阶段进行复杂计算的操作。...在传统的编程中，我们常常使用递归或循环来计算斐波那契数列，然而这样的方法在大规模计算时会存在性能问题。使用模板元编程的方法可以在编译时计算出斐波那契数列的值，而不需要在运行时进行计算。...然后使用递归调用QuickSort::sort对小于和大于基准值的部分进行排序，最后将三个部分合并起来，得到最终的排序结果。...这个示例展示了如何使用模板元编程的技术实现一个通用的快速排序算法，并在运行时根据数据类型生成对应的代码。通过使用模板元编程，我们可以为不同类型的容器实现相同的排序算法，提高代码的复用性和可扩展性。...这个示例展示了如何使用C++模板元编程的特性来进行编译时计算。通过使用模板的递归和特化，我们可以在编译期间生成递归展开的代码，从而实现高效的斐波那契数列计算。
模板程序应该尽量减少对实参类型的要求，例如比较大小时尽量使用小于号甚至使用less函数比较 编译器在模板实例化(被输入具体参数引用)时才生成代码 为了生成实例化的模板，便因此需要掌握函数模板或类模板成员函数的定义...>; 类模板一样可以有static成员，但是由于要保证每个static有且仅有一个定义，而类模板的每个实例都有自己独有的static，因此我们需要将static也定义为模板，此时static也一样只有才用到时才会被实例化...为了解决这个问题，我们要进行显式实例化 通常的实例化做法是在所有需要得到模板声明的地方对模板的声明注明是extern的，这样编译器不会在这个模板实例化的时候生成代码而是去程序别处查找模板的实例 然后我们要保证这个...... bag> void func(bag... b) { // 包扩展在这里，通过对包调用函数后用省略号扩展 // 相当于让整个包的每个元素都进行了一次函数处理然后才传入 print(add...常用的用法是打开std空间特例化标准库函数 我们甚至可以只特例化类中的某个成员函数而不是整个模板，写法其实就是将模板类中的某个函数在外部定义，然后这个定义以特例化模板函数的方法写出即可
另外本文主要分析函数部分的处理过程, 所以主要关注Function Traits的提供的特性, 而不对每种函数的特化实现进行展开....(另外一种方式是通过模板推导存储一个固定参数表和返回值的lambda, 也可以完成函数的类型擦除.).... 4.5.1 FunctionWrapper模板类 通过FunctionWrapper模板类完成std::function函数对象的生成以及统一参数和返回值的call()方法的支持..., 借助index_sequence相关的函数, 我们可以很方便的对varidic template进行处理, 此处通过index_sequence的使用, 我们可以很好的完成args中包含的arg到函数需要的正确类型参数的转换..., obj, otherVec); 简洁起见, 仅给出最顶层call stack的展开: 相关的最顶层代码: 最终执行的模板实例格式化后如下所示: framework::reflection
中我们对反射中的Property实现做了相关的介绍，本篇将深入Function这部分进行介绍。...另外本文主要分析函数部分的处理过程，所以主要关注Function Traits的提供的特性，而不对每种函数的特化实现进行展开。...FunctionWrapper模板类 通过FunctionWrapper模板类完成std::function函数对象的生成以及统一参数和返回值的call()方法的支持。...相关的函数，我们可以很方便的对varidic template进行处理，此处通过index_sequence的使用，我们可以很好的完成args中包含的arg到函数需要的正确类型参数的转换: ConvertArgs..., obj, otherVec); 简洁起见，仅给出最顶层call stack的展开: 相关的最顶层代码: 最终执行的模板实例格式化后如下所示: framework::reflection
在 C++ 17 之前，编译时测试是通过模板的 实例化 和 特化 实现的 —— 每次找到最特殊的模板进行匹配；而 C++ 17 提出了使用 constexpr-if 的编译时测试方法。...2.2.2 变长模板的迭代 为了遍历变长模板的每个参数，可以使用 编译时迭代 实现循环遍历。代码实现了对所有参数求和的功能。...，就支持了在模板内直接展开参数包的语法；但该语法仅支持对参数包里的每个参数进行 一元操作 (unary operation)；为了实现参数间的 二元操作 (binary operation)，必须借助额外的模板实现...代码使用初始值为 0 的左折叠表达式，对代码进行改进。 template <typename... ...具体思路是，将不同参数实例化得到的模板的 相同部分 抽象为一个 基类 (base class)，然后 “继承” 并 “重载” 每种参数情况的 不同部分，从而实现更多代码的共享。
语法如下： for(auto element : container) { ... } 其中，container 是一个数组或容器对象，而 element 是一个元素变量，它在遍历过程中可以用来访问容器中的每个元素...模板的改进 5.1 右尖括号>改进 在C++98/03的泛型编程中，模板实例化有一个很繁琐的地方，就是连续两个右尖括号(>>)会被编译解释成右移操作符，而不是模板参数表的形式，需要一个空格进行分割，以避免发生编译时的错误...7.1.2 左值引用、右值引用 左值引用是对一个左值进行引用的类型，右值引用则是对一个右值进行引用的类型。 左值引用和右值引用都是属于引用类型。...，编程通过, ok “const 类型 &”为 “万能”的引用类型，它可以接受非常量左值、常量左值、右值对其进行初始化； 右值引用，使用&&表示： int && r1 = 22; int x = 5;...*②* *操作符重载函数参数* 标识重载的()操作符的参数，没有参数时，这部分可以省略。参数可以通过按值（如：(a,b)）和按引用（如：(&a,&b)）两种方式进行传递。
在C++98中，标准允许使用花括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。...C++11里新增的类型 在C++中，初始化列表（Initializer list）提供了一种方便的方式来使用一组值对对象进行初始化。...通过移动构造函数，可以将一个临时对象（右值引用）的资源（如堆上分配的内存）“移动”给另一个对象，而不是进行昂贵的拷贝操作。...我们无法直接获取参数包args中的每个参数的，只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数，这是使用可变模版参数的一个主要特点，也是最大的难点，即如何展开可变模版参数。...()和insert emplace_back() 是 C++ 容器类（如 std::vector, std::deque, std::list 等）提供的一个成员函数，用于在容器的末尾直接构造一个新元素
选好模板类之后，编译器会进行模板类实例化--记带入实际参数的类型或者常量自动生成代码，然后再进行通常的编译。...)->函数重载决议->编译； 函数模板可以在实例化时候进行参数推导，必须知道每个模板的实参，但不必指定每个模板的实参。...模板实参推导 模板实参推导机制给与编译器可以通过实参去反推模板的形参，然后对模板进行实例化，具体推导规则见参考; 4....随着模板技术发展，模板元编程逐渐被人们发掘出来，metaprogramming本意是进行源代码生成的编程（代码生成器），同时也是对编程本身的一种更高级的抽象，好比我们元认知这些概念，就是对学习本身更高级的抽象...通过把不同策略设计成独立的类，然后通过模板参数对主类进行配置,通常policy-base class design采用继承方式去实现，这要求每个策略在设计的时候要相互独立正交。
, v.end()); } 在此例子中，std::sort是并行执行的，以并行方式对向量v的元素进行排序。...类模板参数推导（CTAD） CTAD 让编译器从类参数中自动推导出模板参数。这使得在不必显式指定模板参数的情况下更容易地使用模板。...折叠表达式 在C++17中，折叠表达式提供了一种简洁的方式，用于对参数包执行二元操作。它们允许在不需要显式递归或迭代的情况下执行诸如求和、乘法或连接参数包中元素的操作。...::cout << "总和: " << total << std::endl; return 0; } 递归sum函数中的折叠表达式(first + ... + args)对参数包中的每个元素应用了加法操作...结构化绑定 结构化绑定允许你将对象分解成其构成元素，类似于你可能会用到的元组拆包。
避免不必要的模板实例化 模板不要随便实例化，实例化过多模板，或者模板代码多于必要的数量，会增加编译代码的大小和构建时间。...更多示例请参考: Template Code Bloat Revisited: A Smaller make_shared[2] 避免递归模板实例化 递归模板实例化可能会给编译器带来很大的负担，并且代码更加难以理解...使用Templight进行构建之后，需要对结果进行分析，templight-tools[5]项目提供了各种方法(建议使用callgrind转换并使用kcachegrind对结果进行可视化)。...生成的PCH文件可能相当大。 它会破坏头文件依赖关系。由于有预编译头文件，每个文件都有可能包含标记为预编译头文件的每个头文件。因此，如果禁用预编译头文件，可能会导致构建失败。...你永远无法确定代码会不会使用不带优化的编译器，因此没有任何理由不这样做。此外，编译器有可能只对整数类型进行优化，而不一定对所有迭代器或其他用户自定义类型进行优化。
对于这个问题，不同的编程语言已经提出了各种各样的解决方案：从只是提供对特定目标有用的通用函数（如C，Go），到功能强大的图灵完备的通用系统（如Rust，C++）。...装箱允许在运行时有更多的动态行为，而单态化则可以更灵活地处理通用代码的不同实例。另外值得注意的是，在一些大型程序中，单态化的性能优势可能会被额外生成的代码所带来的额外指令导致缓存未命中所抵消。...这样做的缺点是，复制源代码会有很多弊端和边缘情况需要注意，对基本相同的代码进行多次解析和类型检查也给编译器带来很多额外的工作。...在C++和D中使用的模板使用这种方式，你可以在类型和函数上指定 "模板参数"，当你实例化一个具有特定类型的模板时，该类型会被替换到函数中，然后对函数进行类型检查，以确保组合是有效的。...，如果你在你的库中包含一个模板函数，而用户用错误的类型实例化它，其编译错误难以理解。
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