【现代C++】模板增强

现代C++（特别是从C++11开始）为模板编程引入了许多增强功能，这些增强大大提高了模板的表达力和灵活性。下面是一些关键的模板增强特性及其示例：

1. 变参模板（Variadic Templates）

变参模板允许创建接受任意数量参数的模板函数或类。

#include <iostream>

// 定义一个递归终止函数
void print() {
    std::cout << "I'm the last one!" << std::endl;
}

// 变参模板函数
template<typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... args) {
    std::cout << first << ", ";
    print(args...); // 递归调用
}

void variadicTemplates() {
    print(1, 2.5, "hello", 'a');
}

2. 类型别名模板（Alias Template）

类型别名模板提供了一种定义模板类型别名的方式。

#include <vector>
#include <string>

template<typename T>
using Vec = std::vector<T>; // 类型别名模板

void aliasTemplate() {
    Vec<int> intVec = {1, 2, 3, 4};
    Vec<std::string> stringVec = {"hello", "world"};
}

3. 模板默认参数（Default Template Arguments）

就像普通函数一样，模板也可以有默认参数。

#include <iostream>

template<typename T = int>
class MyClass {
public:
    T value;
    void display() { std::cout << value << std::endl; }
};

void defaultTemplateArguments() {
    MyClass<> myInt; // 使用默认类型int
    myInt.value = 5;
    myInt.display(); // 输出5

    MyClass<std::string> myString;
    myString.value = "Hello";
    myString.display(); // 输出Hello
}

4. 模板模板参数（Template Template Parameters）

模板模板参数允许模板接受另一个模板作为参数。

#include <vector>
#include <iostream>

template<typename T, template<typename> class Container>
class MyClass {
public:
    Container<T> data;
    void display() { 
        for (auto& elem : data) {
            std::cout << elem << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
};

void templateTemplateParameters() {
    MyClass<int, std::vector> myClass;
    myClass.data = {1, 2, 3, 4};
    myClass.display(); // 输出1 2 3 4
}

5. 尾返回类型推断（Trailing Return Type）

对于复杂的返回类型，尾返回类型可以提供更清晰的语法。

#include <map>
#include <string>

template<typename T, typename U>
auto findValue(const std::map<T, U>& m, const T& key) -> decltype(m.find(key)->second) {
    return m.find(key)->second;
}

void trailingReturnType() {
    std::map<std::string, int> myMap = {{"one", 1}, {"two", 2}};
    std::cout << findValue(myMap, "two") << std::endl; // 输出2
}