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01

学习C++模板技术的经典之作

C++ 技术爱好者们，特大喜讯来啦！《C++ Templates（第2版）中文版》将要上市，第 2 版相距第 1 版已有15年，这一次更新可以说是全面拥抱了现代 C++ 的语言特性。

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C++ 程序员都知道，模板技术是一种强大的特性，可以让程序员编写尽可能通用的代码，使其能够处理多种不同的数据类型和数据结构。通过使用模板，可以创建可重用的函数和类，以适应不同的数据类型。

要掌握好模板技术，要知道的知识可不少，除了坚实的 C++ 语法基础，还要弄懂模板的语法、类型推导规则、模板特化和偏特化、模板元编程，以及在工作中如何应用等。

所以当《C++ Templates》第 1 版上市时，立即让无数迷茫的程序员如获至宝，通过学习这本书真正掌握了模板技术。本书第 1 版的豆瓣评分高达 8.9，足以说明其影响力之深远。

02

拥抱现代C++，焕发新生命之力

C++ 发展历史上的一个重要节点就是 C++11 标准的推出，100多项新特性让 C++ 获得了“现代C++”的称号。以至于 C++ 之父 Bjarne Stroustrup 也说：“C++11 看起来像一门新的语言。”

不过本书第 1 版的内容还只适用于 C++98、C++03 标准，因此，第 2 版最大的变化就是基于 C++11 之后的标准对内容进行了全面的改写，不仅删除了过时的技术实现，而且对新旧标准之间的变化也没有过多描述。

这意味着第 2 版内容完全建立在 C++11、C++14 和 C++17 标准之上，专注于说明 C++ 模板的设计与使用。已经熟悉现代 C++ 的程序员学习这本书的时候会感觉如丝般顺畅自然。

我们具体了解一下本书介绍了哪些与语言新特性相关的模板知识。

C++11：

· 变参模板；

· 别名模板；

· 移动语义、右值引用和完美转发；

· 标准类型特征。

C++14、C++17：

· 变量模板（C++14）；

· 泛型 lambda（C++14）；

· 类模板参数推导（C++17）；

· 编译期 if（C++17）；

· 折叠表达式（C++17）。

令人欣喜的是，本书第 1 版的两位作者 David 和 Nicolai 在时隔15年后再度合作，并且引入强援 Douglas 。三人携手精心打造出的《C++ Templates》第 2 版，让经典焕发出新的生命力。

David Vandevoorde 从上世纪 80 年代就开始学习 C++，他从伦斯勒理工学院获得博士学位后，成为惠普 C++ 编译器团队的技术负责人。1999 年加入了爱迪生设计集团(EDG)，打造了业界领先的 C++ 编译器技术。

David 是 C++ 标准委员会的骨干，他所在的工作组负责核心语言演化。他编写本书的初衷是准确且详细地介绍模板的所有功能，以及可能会遇到的问题。

Nicolai M. Josuttis 因《The C++ Standard Library - A Tutorial and Reference》这本讲标准库的畅销书而闻名。他是一名独立技术顾问，为电信、交通、金融和制造等领域设计面向对象的软件。

Nicolai 是 C++ 标准委员会的库工作组成员。他参与编写本书是为了说明通过一种方法来理解模板的所有技术，以便能够使用这些技术并从中获益。

Douglas Gregor 是苹果公司的高级 Swift/C++/Objective-C 编译器工程师，拥有伦斯勒理工学院的计算机科学博士学位，并在印第安纳大学从事博士后工作。他的目标在于收集、分类和评估大量用于构建模板库的技术。

这三位 C++ 大神组成的技术天团，从语言特性标准到编译器实现都有着相当丰富的经验，跟着他们一路学习，吃透模板根本不是事儿。大神说学习模板技术有三个步骤，我们接下来一探究竟。

03

大神们告诉你学好C++模板的三个步骤

因为模板技术是 C++ 语言的一项重要特性，所以需要一定的 C++ 编程基础才能学好。同学们一定要先掌握以下知识：

· 熟悉类、封装和继承的概念；

· 能够使用 C++ 标准库中的组件（比如输入输出流和容器）来编写 C++应用程序；

· 熟悉现代 C++ 的基础特性，比如 auto、decltype、移动语义和 lambda 表达式等。

《C++ Templates（第2版）中文版》将学习模板技术的过程分为三个步骤，分别是学习模板的基础概念、模板的语言细节、模板的设计与编码实践。

模板基础概念

第一步是展示函数模板和类模板的例子，讨论模板的总体目标和概念。接着介绍另外一些基础模板特性，比如非类型模板参数、变参模板、typename 关键字和成员模板。

本部分还讨论处理移动语义、声明模板参数，以及使用泛型代码实现编译期编程。最后对一些术语，以及程序员和泛型库开发者在实践中使用和应用模板，给出了一般性建议。

深入模板细节

第二步是深入探讨模板技术的细节，在基础部分讲解了参数化的声明、模板参数、模板实参、变参模板等概念。然后详细分析了模板中名称的分类和查找，以及模板实例化的方法和实现方案。

接着说明模板实参推导规则，包括推导过程、右值引用和 SFINAE 原则，以及推导的限制等。还介绍了当“泛型代码”不适用的情况下模板的特化与重载方法。

本部分最后是对模板技术未来方向的展望，包括宽松的 typename 规则、函数模板的偏特化、中间包扩展的演绎、反射元编程、包管理工具等。

模板设计与编码

第三步是根据模板的语言特点进行代码的设计与实现。前两步已经充分讨论了模板的基础与细节知识，在这一步就是要从模板特性出发，探索独特的编程模式。

本部分主要介绍了模板的多态、重载与继承的实现，说明元编程相关的概念和方法，对类型列表和元组等结构与算法进行了分析。最后介绍了表达式模板，对调试模板给出了一些方法。

这三步走好，同学们玩转模板技术不说，在工作中也一定能扛起大旗，发挥模板的威力，挑战最有难度的类库开发，成为核心技术大佬。

04

结语

模板强大的特性可以支持 C++ 语言实现泛型编程，使得程序员可以根据实际需求编写灵活、可扩展的代码，同时减少代码冗余和维护成本。

但是模板技术也存在一定的复杂性，例如，参数类型推导规则复杂、编译期错误信息难以理解，以及应用元编程范式时带来代码晦涩难懂的问题。在一知半解的情况下使用模板技术，可能会面临出现问题却不知如何解决的困境。

《C++ Templates（第2版）中文版》这本书就是专注于模板技术，从基础知识出发，详尽地解释了模板的使用方法与底层逻辑，帮助 C++ 程序员使用模板来编写整洁、高效、易维护的代码。

本书的最大特点是针对现代 C++ 规范对全书范围进行的内容更新。第 2 版适配了 C++11、C++14 和 C++17 标准，对改进模板或与模板交互的特性进行了解释，包括可变参数模板、泛型lambda、类模板参数演绎等。

本书在内容编排上分为模板基础概念、深入模板细节、模板设计与编码三个部分。读者只要具备初级的 C++ 编程水平，就能从头开始学习模板技术，在循序渐进的学习过程中成为模板高手。

作者团队的三位大神为本书奉献了许多精彩的代码示例，有些是区区数行代码就说清楚了一个抽象的概念，有的则是具体应用的完整代码。这都体现了作者深厚的功力，所以本书对 C++ 老鸟来说也极具参考价值。 

总结一下，本书可以给同学们带来以下帮助：

· 准确理解模板知识，避免掉坑；

· 在保持性能的前提下，使代码可以安全地重用；

· 使用模板编写有效、灵活、可维护的代码；

· 轻松读懂 C++ 标准库（STL）的代码；

· 探讨模板在现代 C++ 标准中的更多可能性。

读透《C++ Templates（第2版）中文版》，下一个 C++ 大神就是你！

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