深入實踐C++模板編程

目　　錄
前言
第一部分　模板基礎(chǔ)
第1章　Hello模板 / 2
1.1　為什么需要模板 / 2
1.2　初識函數(shù)模板 / 3
1.2.1　函數(shù)模板的實現(xiàn) / 3
1.2.2　如何使用函數(shù)模板 / 4
1.2.3　模板參數(shù)自動推導(dǎo) / 5
1.2.4　模板參數(shù)默認(rèn)值 / 7
1.2.5　模板函數(shù)的靜態(tài)變量 / 8
1.3　如何處理函數(shù)模板中的函數(shù)體 / 8
1.3.1　HPP文件還是CPP文件 / 9
1.3.2　鏈接器如何識別重復(fù)模板實例 / 10
1.4　尷尬的Export Template / 13
1.4.1　什么是外名模板 / 13
1.4.2　C++編譯器對外名模板的處理 / 14
1.5　本章小結(jié) / 15
第2章　類亦模板 / 16
2.1　類型無關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) / 16
2.2　實踐——棧類模板 / 17
2.2.1　棧類模板實例 / 17
2.2.2　棧類模板衍生子類模板實例 / 20
2.3　突破——異質(zhì)鏈表 / 21
2.4　構(gòu)造元組 / 23
2.4.1　通過嵌套實現(xiàn)元組 / 23
2.4.2　用類實現(xiàn)元組 / 24
2.5　類模板的用法 / 25
2.5.1　成員函數(shù)模板 / 25
2.5.2　友元函數(shù)模板 / 26
2.6　類模板的靜態(tài)成員 / 27
2.7　本章小結(jié) / 30
第3章　模板參數(shù)類型詳解 / 31
3.1　整數(shù)模板參數(shù) / 31
3.2　函數(shù)指針模板參數(shù) / 32
3.3　指針及引用模板參數(shù) / 34
3.4　成員函數(shù)指針模板參數(shù) / 35
3.5　模板型模板參數(shù) / 37
3.6　本章小結(jié) / 39
第4章　凡事總有“特例” / 40
4.1　從vector<bool>說起 / 40
4.2　特例的多種寫法 / 44
4.3　特例匹配規(guī)則 / 46
4.4　函數(shù)模板的特例與重載 / 47
4.4.1　分辨重載 / 50
4.4.2　編譯期的條件判斷邏輯 / 52
4.5　本章小結(jié) / 54
第二部分　標(biāo)準(zhǔn)庫中的模板
第5章　容器、迭代器與算法 / 56
5.1　容器的定義 / 56
5.2　容器的實現(xiàn) / 56
5.2.1　Java的實現(xiàn)方法 / 57
5.2.2　C++的實現(xiàn)方法 / 60
5.3　容器與迭代器 / 62
5.3.1　鏈表容器與迭代器 / 64
5.3.2　集合容器與迭代器 / 67
5.4　迭代器與算法 / 71
5.4.1　求容器中元素之和 / 71
5.4.2　實例：微型算法庫 / 73
5.5　容器與迭代器的分類 / 75
5.6　容器與算法的關(guān)系 / 76
5.7　迭代器的陷阱 / 76
5.8　本章小結(jié) / 77
第6章　標(biāo)準(zhǔn)庫中的容器 / 79
6.1　容器的分類及基本要求 / 79
6.2　序列型容器 / 81
6.2.1　變長數(shù)組vector / 82
6.2.2　雙向鏈表list / 84
6.2.3　雙端序列deque / 85
6.3　容器轉(zhuǎn)換器 / 87
6.3.1　棧stack與隊列queue / 87
6.3.2　優(yōu)先隊列priority_queue / 88
6.4　關(guān)聯(lián)型容器 / 89
6.4.1　基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) / 89
6.4.2　內(nèi)嵌類型定義 / 92
6.4.3　構(gòu)造關(guān)聯(lián)型容器 / 92
6.4.4　插入數(shù)據(jù) / 93
6.4.5　數(shù)據(jù)的刪除、查找與訪問 / 96
6.4.6　整數(shù)值專用集合bitset / 98
6.5　散列表容器 / 99
6.5.1　基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) / 99
6.5.2　散列函數(shù) / 100
6.5.3　桶 / 101
6.6　其他C++11新容器 / 104
6.6.1　定長數(shù)組array / 104
6.6.2　單向鏈表forward_list / 105
6.7　本章小結(jié) / 106
第7章　隱形的助手——分配器 / 107
7.1　分配器的基本要求 / 107
7.2　交換容器內(nèi)容時的特殊處理 / 110
7.3　有態(tài)分配器與無態(tài)分配器 / 112
7.4　實踐：池分配器 / 114
7.4.1　池分配器模板類的設(shè)計 / 115
7.4.2　對象池的實現(xiàn) / 116
7.4.3　定位構(gòu)造 / 121
7.4.4　池分配器的實現(xiàn) / 122
7.4.5　測試池分配器 / 127
7.4.6　實際運行 / 129
7.5　本章小結(jié) / 131
第8章　標(biāo)準(zhǔn)庫中的迭代器 / 132
8.1　迭代器分類 / 132
8.1.1　輸入迭代器 / 132
8.1.2　前向迭代器 / 133
8.1.3　雙向迭代器與跳轉(zhuǎn)迭代器 / 135
8.1.4　輸出迭代器 / 136
8.2　迭代器屬性類模板 / 137
8.3　迭代器轉(zhuǎn)換器 / 139
8.3.1　反轉(zhuǎn)迭代器 / 139
8.3.2　插入迭代器 / 141
8.4　流迭代器 / 142
8.5　本章小結(jié) / 144
第9章　標(biāo)準(zhǔn)庫中的算法 / 145
9.1　算法的共同特征 / 145
9.2　標(biāo)準(zhǔn)庫中的常用算法 / 145
9.2.1　foreach的三種寫法 / 146
9.2.2　搜索 / 147
9.2.3　計數(shù)與比較 / 149
9.2.4　復(fù)制、交換、替換與刪除 / 149
9.2.5　排序 / 151
9.2.6　二分搜索 / 151
9.2.7　集合運算 / 152
9.2.8　二叉堆操作 / 154
9.2.9　其他算法 / 154
9.3　預(yù)設(shè)函數(shù)對象 / 155
9.3.1　函數(shù)對象基類 / 155
9.3.2　運算函數(shù)對象 / 156
9.3.3　參數(shù)綁定 / 157
9.4　實踐：矩陣操作中如何消除循環(huán)語句 / 165
9.4.1　跨躍迭代器 / 165
9.4.2　矩陣類模板 / 167
9.4.3　累計迭代器 / 169
9.4.4　矩陣乘法 / 170
9.4.5　矩陣LU分解 / 171
9.4.6　組合迭代器 / 172
9.4.7　沒有循環(huán)語句的矩陣乘法 / 177
9.5　本章小結(jié) / 178
第三部分　模板編程高級技巧
第10章　專用名詞——概念 / 180
10.1　模板的先天不足 / 180
10.2　“概念”的提案及ConceptGCC編譯器 / 181
10.3　概念語法 / 183
10.3.1　定義概念 / 183
10.3.2　用概念約束模板參數(shù) / 184
10.3.3　概念映射 / 184
10.4　概念模擬庫 / 186
10.4.1　概念檢查宏 / 187
10.4.2　自定義概念檢查 / 189
10.4.3　概念典型 / 190
10.5　本章小結(jié) / 191
第11章　代碼膨脹 / 192
11.1　源代碼的增加 / 192
11.1.1　代理類的困境 / 192
11.1.2　D語言的方法 / 195
11.2　目標(biāo)代碼的增加 / 196
11.2.1　目標(biāo)代碼膨脹的成因 / 196
11.2.2　目標(biāo)代碼膨脹實例 / 197
11.2.3　改進(jìn)代碼 / 198
11.2.4　測試改進(jìn)效果 / 206
11.3　本章小結(jié) / 208
第12章　常用模板編程技巧 / 209
12.1　標(biāo)簽與特性 / 209
12.1.1　特性類模板numeric_limits / 209
12.1.2　實例：矩陣與向量乘法 / 211
12.2　編譯期多態(tài) / 213
12.2.1　全覆蓋的函數(shù)模板 / 213
12.2.2　虛函數(shù)的啟發(fā) / 213
12.2.3　虛基類模板 / 214
12.3　策略 / 217
12.3.1　策略的產(chǎn)生：再說vector的不足 / 217
12.3.2　為vector添加存儲策略 / 218
12.4　偽變長參數(shù)模板 / 223
12.4.1　hetero_node的啟發(fā) / 224
12.4.2　編譯期遞歸 / 225
12.4.3　訪問元組中的數(shù)據(jù) / 227
12.5　本章小結(jié) / 230
第13章　元編程 / 231
13.1　C++中的元編程 / 231
13.2　元函數(shù) / 231
13.2.1　元函數(shù)的實現(xiàn) / 231
13.2.2　元函數(shù)的調(diào)用 / 233
13.3　元容器與元算法 / 235
13.3.1　元容器的實現(xiàn) / 235
13.3.2　實例：容納5種類型的元容器 / 236
13.4　類型過濾 / 240
13.4.1　類型過濾元函數(shù)的實現(xiàn) / 240
13.4.2　實例：應(yīng)用元容器與元算法 / 242
13.5　本章小結(jié) / 244
第四部分　模板與C++11
第14章　右值引用 / 246
14.1　右值引用的產(chǎn)生 / 246
14.1.1　函數(shù)的匿名返回值 / 246
14.1.2　返回值優(yōu)化 / 249
14.2　右值引用基本概念 / 251
14.2.1　左值與非左值 / 251
14.2.2　右值與右值引用 / 252
14.2.3　移動構(gòu)造與移動賦值 / 252
14.2.4　狹義與廣義的右值 / 253
14.2.5　左值強(qiáng)制轉(zhuǎn)義成右值引用 / 254
14.2.6　右值引用變量是左值 / 255
14.3　引用聲明符消去規(guī)則 / 256
14.3.1　完美轉(zhuǎn)發(fā) / 256
14.3.2　實例：智能的min函數(shù) / 260
14.4　移動與異常 / 263
14.4.1　遷移數(shù)據(jù)的風(fēng)險 / 263
14.4.2　關(guān)鍵字noexcept / 265
14.4.3　轉(zhuǎn)義函數(shù)模板 / 267
14.4.4　移動的效率問題 / 268
14.5　本章小結(jié) / 269
第15章　模板新語法 / 270
15.1　變長參數(shù)模板 / 270
15.1.1　參數(shù)包 / 271
15.1.2　參數(shù)包的內(nèi)容 / 272
15.1.3　參數(shù)包的展開模式 / 273
15.1.4　遍歷參數(shù)包的內(nèi)容 / 274
15.1.5　輕松實現(xiàn)元組 / 275
15.2　擴(kuò)展的類型推導(dǎo)機(jī)制 / 276
15.2.1　自動類型變量 / 277
15.2.2　提取表達(dá)式結(jié)果類型 / 278
15.2.3　函數(shù)后置返回類型 / 280
15.3　其他模板新特性 / 281
15.3.1　外部模板實例 / 281
15.3.2　模板別名 / 282
15.3.3　連續(xù)的右尖括號 / 282
15.4　本章小結(jié) / 283
第16章　C++11新特性集錦 / 284
16.1　λ表達(dá)式 / 284
16.1.1　λ表達(dá)式語法 / 284
16.1.2　變量捕獲 / 285
16.2　初值列表新用法 / 290
16.2.1　構(gòu)造變量 / 290
16.2.2　初值封裝類模板 / 291
16.3　標(biāo)準(zhǔn)容器與算法的變化 / 292
16.3.1　對應(yīng)右值引用 / 292
16.3.2　對應(yīng)變長參數(shù)模板 / 293
16.3.3　對應(yīng)初值列表 / 294
16.4　標(biāo)準(zhǔn)元組類模板 / 294
16.5　智能指針 / 296
16.5.1　獨占指針unique_ptr / 297
16.5.2　共享指針shared_ptr與weak_ptr / 298
16.6　基于范圍的for循環(huán) / 299
16.7　拾遺 / 300
16.8　本章小結(jié) / 301