C++ Templates全览（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• C++
• 模板
• 泛型编程
• STL
• 元编程
• 编译期编程
• 高级C++
• Effective
• Modern
• 书籍
• 编程技术

涵盖C++11，C++14与C++17标准

　　Templates(模板)是C++里威力最强大的功能之一。然而，即便在C++语言及开发社群持续发展的当下，却仍常被误解且乏人问津。在本书C++ Templates, Second Edition中。三位精通C++的先驱者为我们示范何时、为何以及如何使用新颖的templates功能以构筑简洁、快速、高效且易于维护的软体。

　　最新版本为C++11、C++14、及C++17标准做了全面的更新，展示能应用于各式场景的尖端技术。针对强化了templates或与之产生化学反应的新式语言特性，作者们皆提供了最权威的解释，包含：variadic templates(可变参数模板)、泛型lambda表示式(generic lambdas)、class template引数推导、编译期if(compile-time if)、forwarding references(转发参考)、以及使用者定义文字(user-defined literals)。他们同时深入探究基本概念(像是value categories)，涵盖了所有的standard type traits。

　　本书以一则深具见地的教程开场，带出基本概念和相关的语言特性。余下的部分提供了详尽的参考资料，从语言细节、编程技术、进阶应用场景、乃至于精炼的惯用手法(idiom)。通篇范例清楚地阐明抽象概念，同时展示活用C++ templates的最佳实践。

　　‧精确理解templates的行为，以避免常见的陷阱
　　‧在不对效率妥协的情况下，复用既有程式码
　　‧利用templates写出更加有效率、弹性且易于维护的程式
　　‧善用C++标准库工具以撰写泛型程式
　　‧掌握现今最高效的惯用手法及技术
　　‧体验即将推出的Concept(概念)特性

　　英文版支援网站tmplbook.com提供本书源码及相关更新

C++ 泛型编程的深度探索与实践指南 《C++ Templates：深度解析与实践应用（第三版）》 专为寻求掌握 C++ 模板的底层机制、高级特性以及现代编程范式的高级 C++ 开发者设计。 本书并非对现有 C++ 模板知识的简单复述，而是对模板语言的深层次剖析，着重于解释模板系统如何与 C++ 语言的其他核心特性（如类型系统、继承、编译过程）协同工作，以及如何利用这些机制构建出健壮、高效、高度抽象的代码。 --- 第一部分：模板基础的重构与深化 本部分将奠定坚实的基础，但其深度远超初级教程。我们着重于模板实例化、名称查找规则以及编译期行为的细微差别。 1. 模板的生命周期与实例化引擎 模板的非侵入性与实例化边界： 深入探讨模板如何在头文件中定义、在何处实例化，以及这种模式如何影响编译时间与链接过程。我们将解构编译器在实例化模板时进行的类型替换、名称解析和错误报告流程。 显式实例化与部分特化： 详细分析何时需要使用显式实例化来控制编译单元的依赖，以及如何利用函数模板和类模板的部分特化来处理特定的类型集合，实现代码的精细控制。 默认模板参数的陷阱与优化： 研究函数模板和类模板默认参数的推导机制，特别是它们在继承和名称查找中的复杂交互，以及如何避免因默认参数带来的意外行为。 2. 模板参数的本质 类型参数（`typename` vs `class`）： 明确区分 `typename` 和 `class` 关键字在模板上下文中的作用，重点讲解当模板参数依赖于其他模板参数时，必须使用 `typename` 明确告知编译器该标识符是类型名称的规则（依赖名称的解析）。 非类型模板参数的广阔天地： 超越简单的整数常量，探索使用枚举、指针、引用以及更复杂的编译期常量作为模板参数的场景。讨论这些参数如何驱动编译期计算和代码生成。 --- 第二部分：元编程的艺术——编译期计算的极限 本部分是本书的核心，全面覆盖 C++ 模板元编程（TMP） 的高级技巧，旨在将算法和决策逻辑从运行时推迟到编译时。 3. 类型特征（Type Traits）的构建与应用 从标准库到自定义： 不仅介绍 `` 中的标准特征，更侧重于如何设计和实现复杂的、组合型的类型特征，例如检查嵌套类型是否存在、判断特定方法签名是否匹配等。 SFINAE 的高级运用： 深入讲解 替换失败不是错误（Substitution Failure Is Not An Error） 原则的实际应用。我们将构建复杂的 SFINAE 条件来选择性地启用或禁用函数重载、类成员，以及如何利用 `std::enable_if`、`std::conjunction`、`std::negation` 等工具进行逻辑控制。 4. 编译期递归与迭代 类型级别的循环结构： 展示如何利用模板特化和递归实例化来实现编译期的迭代过程，用以生成一系列相关类型或执行重复的编译期计算（例如，生成一组固定大小的数据结构或计算斐波那契数列）。 消除编译期递归深度限制： 讨论现代编译器（C++17/20 之后）在处理深度递归模板时的优化策略，以及在特定场景下如何重构递归以提高编译速度。 --- 第三部分：面向对象与模板的交织 本部分探讨模板如何与 C++ 的面向对象特性（继承、多态、封装）进行深度融合，尤其关注在类型安全和接口抽象方面的挑战。 5. 模板与继承的复杂关系 基类模板的特化与继承： 详细分析派生类继承自类模板时，派生类本身的类型如何取决于基类模板的实例化参数。研究使用 `using` 声明在派生类中暴露基类成员的必要性。 虚拟函数与模板： 探讨在模板类中定义虚函数所面临的约束，以及如何利用 CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇特递归模板模式）实现编译期多态，提供比运行时虚函数更高效的替代方案。 6. 接口与抽象：模板的策略模式 依赖注入与模板： 研究如何使用模板参数来注入（或要求）特定的接口（概念），从而实现解耦的、可替换的组件。这超越了简单的“鸭子类型”检查，而是构建了强类型约束下的策略选择机制。 Mixin 技术的模板实现： 利用模板继承来动态地向一个类添加功能（横切关注点），实现代码复用和横向扩展，同时保持类型系统的清晰。 --- 第四部分：现代 C++ 与模板的融合（C++17/20 聚焦） 本部分专门介绍自 C++17 以来引入的，极大简化了模板编程的语言特性。 7. 概念（Concepts）：模板约束的革命 概念的语法与语义： 全面讲解 C++20 引入的概念如何取代冗长且晦涩的 SFINAE 表达式，用于清晰地表达模板参数必须满足的语义和结构要求。 使用 `requires` 表达式： 掌握 `requires` 表达式的强大功能，用于在模板体内部进行更细粒度的约束检查，甚至可以检查特定函数调用或类型转换是否合法。 概念在库设计中的作用： 结合标准库算法（如 `` 和 ``）的重构，展示概念如何提升用户体验、提供更清晰的编译错误信息。 8. 变长参数模板（Variadic Templates）的进阶应用 参数包的展开机制： 深入解析包扩展（Pack Expansion）在函数参数列表、初始化列表和模板参数列表中的应用，重点关注 C++17 引入的“折叠表达式”（Fold Expressions）。 编译期元组与元数据结构： 利用变长模板构建高效的编译期元组（Tuple）类，并展示如何利用参数包来实现诸如 `apply`、`cat` 等高阶操作，而无需依赖复杂的递归。 --- 结论：构建健壮、可维护的泛型代码 本书的最后部分将聚焦于工程实践：如何平衡模板的编译时间开销与代码的抽象层次，如何利用模块化（Module）技术管理复杂的模板依赖，以及如何使用现代调试工具和静态分析器来诊断模板实例化过程中出现的复杂错误。 《C++ Templates：深度解析与实践应用（第三版）》 是一本面向实践的参考书，它要求读者对 C++ 基础有扎实的理解，并渴望超越面向对象范式，驾驭 C++ 语言中最强大、最灵活的特性——模板系统。掌握本书内容，将使您能够设计出前所未有的、高性能的、与编译器深度协作的泛型库和框架。

作者简介

David Vandevoorde

　　Edison Design Group公司的工程副总裁，负责规划该公司C++编译器的关键特性。同时也是声誉卓着的comp.lang.c++.moderated论坛共同创办人，并活跃于C++标准化工作。他于Rensselaer Polytechnic Institute取得了计算机科学博士及硕士学位，并于Brussels Free University取得工程硕士。于技术方面的兴趣包含演算法开发及教学。

Nicolai M. Josuttis

　　一位独立系统架构师、技术经理、顾问和技术教练，致力于C++标准化工作二十余年。参与Library Working Group期间，他尤其关注一般应用程式开发者的偏好。凭借《C++标准库学习教本与参考工具 第二版》(Addison-Wesley)及其他着作，他在C++社群里以演讲和着述享有盛名。

Douglas Gregor

　　一位拥有C++程式库设计背景的资深编译器开发者。作为一位Boost程式库早期贡献者，他开发了数个现今已纳入C++标准的程式库。其后，他领导开源Clang C++编译器实作专案，负责完成了C++11标准的支援，并致力于C++11标准化工作。他于Rensselaer Polytechnic Institute取得计算机科学博士学位。

前言
第二版致谢
初版致谢
译者序
关于本书
 
【第一篇 基本认识】
第 01 章 函式模板
第 02 章 类别模板
第 03 章 非型别模板参数
第 04 章 可变参数模板
第 05 章 刁钻的基本技术
第 06 章 搬移语义和 enable_if<>
第 07 章 传值或传参考？
第 08 章 编译期程式设计
第 09 章 实际运用 Templates
第 10 章 Template 基本术语
第 11 章 泛型程式库
 
【第二篇 深入模板】
第 12 章 基本观念再深入
第 13 章 Templates 内的名称
第 14 章 实体化
第 15 章 Template 引数推导
第 16 章 特化与重载
第 17 章 未来发展方向
 
【第三篇 模板与设计】
第 18 章 Templates 的多型威力
第 19 章 实作 Traits
第 20 章 依型别性质重载
第 21 章 Templates 与继承
第 22 章 桥接静态与动态多型
第 23 章 后设编程
第 24 章 型别列表
第 25 章 Tuples
第 26 章 可辨联集
第 27 章 Expression Templates
第 28 章 Templates 除错
 
【附录】
 
A 单一定义规则
B 数值类型
C 重载决议机制
D 标准型别工具
E 概念
 
参考书目
辞汇 / 术语表
索引
 

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《C++ Templates 全覽（第二版）》完全超出了我的預期！我原本以為這只是一本內容紮實、但可能有點枯燥的技術參考書，沒想到它讀起來卻是這麼引人入勝。作者在文字表達上非常有技巧，他能夠將一些非常複雜、抽象的 C++ 模板概念，用清晰、易懂、甚至帶點幽默感的方式呈現出來。這讓我能夠在享受閱讀的過程中，不知不覺地掌握這些高深的知識。 書中對於模板的「威力」有非常深入的描繪。它展示了如何利用模板來實現高性能的容器、演算法，以及如何透過模板元程式設計來在編譯時期進行複雜的計算和代碼生成。我尤其喜歡書中關於「Policy-Based Design」的介紹，這是一種非常強大的設計模式，透過模板可以實現高度的靈活性和可配置性，讓程式碼更容易擴展和維護。作者提供了許多實際的案例，說明瞭如何運用這種設計模式來解決實際的工程問題。 令我印象深刻的是，書中對於 C++ 模板的「魔力」的描寫。它不是簡單的介紹語法，而是揭示了模板背後的工作原理，例如模板參數的推導、實例化過程、以及名字查找規則（name lookup）等。理解這些底層的機制，對於寫出正確、高效的模板程式碼至關重要。書中也探討了模板的一些「陷阱」和常見的誤區，並提供了避免這些問題的解決方案。這對於避免在開發過程中走彎路非常有幫助。這本書的內容深度和廣度都非常驚人，感覺作者將自己多年來對 C++ 模板的理解和經驗都傾囊相授了。

评分☆☆☆☆☆

這本《C++ Templates 全覽（第二版）》真的是一本讓我感到「相見恨晚」的書！我在台灣的軟體開發圈子裡，一直聽說 C++ 模板很強大，但實際接觸後，總覺得門檻很高，像是有一層無形的牆擋在前面。這本書就像一把鑰匙，幫我打開了那扇門。 作者的講解風格非常獨特，他不是那種一本正經、死板板的技術說明，而是充滿了熱情和洞察力。他能夠將複雜的模板機制，用非常巧妙的方式來呈現。例如，在解釋模板的「自助餐」模式（policy-based design）時，他竟然用了一個類比大家都很熟悉的「自助餐」，讓我瞬間就理解了這種設計模式的精髓。這種寓教於樂的方式，讓我在閱讀過程中，始終保持著高度的興趣。 書中對於「模板的極限」也有深入的探討，例如在處理某些極端情況時，模板可能遇到的挑戰，以及如何透過一些技巧來規避或解決這些問題。這讓我對模板有了更全面、更深刻的認識，不再是只看到它美好的一面。此外，書中還討論了 C++ 模板與其他程式設計範式（例如函數式程式設計）的結合，這讓我看到了模板在未來程式設計中的更多可能性。我已經迫不及待地想將書中的知識應用到我目前的專案中，相信一定能帶來顯著的提升。這本書的價值，絕對不只是一本技術書，更像是一次 C++ 模板的深度洗禮。

评分☆☆☆☆☆

這本《C++ Templates 全覽（第二版）》的結構編排真的非常用心！我之前讀過一些 C++ 的書籍，有些是偏向工具書，內容很齊全但讀起來枯燥乏味；有些則是理論性太強，脫離實際應用。但這本書卻巧妙地找到了兩者之間的平衡點。它有系統地涵蓋了 C++ 模板的各個面向，從基礎到進階，幾乎涵蓋了我想了解的所有內容。我特別喜歡它在介紹一個新概念時，都會先提供一個簡潔的範例，然後再逐步加入更複雜的細節和應用。這種由淺入深的方式，讓我在面對複雜的模板技巧時，不會感到壓力太大，而是能夠一步一步地跟上作者的思路。 讓我印象深刻的是，書中有一章專門討論了模板的錯誤處理和除錯技巧。在 C++ 模板的世界裡，編譯錯誤訊息往往會讓人頭痛欲裂，像是看到天書一樣。作者在這部分提供了非常實用的建議和方法，例如如何解讀常見的編譯錯誤，以及如何利用一些工具來輔助除錯。這對於提高開發效率、減少挫敗感非常有幫助。另外，書中對於 C++11, C++14, C++17 等新標準引入的模板新特性都有詳細的介紹，像是可變參數模板（variadic templates）、模板別名（alias templates）、類型推導（type deduction）等，這些都是現代 C++ 開發中非常重要且常用的功能，在這本書中都能找到清晰的解釋和應用範例。 總體來說，這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引導我一步步探索 C++ 模板的奧秘。它讓我看到了模板在提升程式碼的抽象層次、實現泛型程式設計、以及提高程式碼的可維護性和可重用性方面的巨大潛力。我已經開始將書中的一些技巧應用到我的專案中，確實感受到了效率的提升和程式碼品質的改善。對於任何想要精通 C++ 模板的開發者，無論是初學者還是有經驗的程式設計師，這本書都值得推薦。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《C++ Templates 全覽（第二版）》真的是讓我驚豔到了！身為一個在台灣寫 C++ 已經好幾個年頭的軟體工程師，我一直覺得模板（template）這個主題是 C++ 中最迷人，但也最令人卻步的部分之一。過去嘗試閱讀過不少相關的資料，但總覺得搔不到癢處，很多時候就像是看著一堆抽象的符號在跳舞，難以真正領會其中的精髓。直到我翻開這本書，那種豁然開朗的感覺，簡直就像是在迷霧中找到了一盞明燈。 作者的講解方式非常細膩，他不是一股腦兒地把所有語法都丟給你，而是循序漸進，從最基礎的模板函數和模板類別開始，逐步深入到更複雜的元程式設計（metaprogramming）、模板特化（template specialization）、模板偏載（template overloading）等等。最讓我印象深刻的是，他總是能用非常貼切的比喻和實際的程式碼範例來解釋抽象的概念。例如，在講解模板的實例化（instantiation）過程時，他將其比喻成「生產線上的客製化」，讓原本枯燥的編譯器行為變得生動有趣。而且，書中的範例程式碼都經過精心的設計，不僅可以正確運行，更重要的是，能讓讀者清楚地看到模板在實際應用中扮演的角色，以及它如何解決程式設計上的難題。 我尤其欣賞作者對於「為什麼」的深入探討。很多時候，技術書籍只會告訴你「怎麼做」，但這本書卻花了很多篇幅去解釋「為什麼要這樣設計」、「這樣做的優勢是什麼」、「有沒有其他替代方案」等等。這種追根究柢的精神，讓我在學習的過程中，不僅學到了模板的語法，更培養了一種對 C++ 語言設計哲學的理解。書中對於 C++ 標準演進過程中，模板相關特性的新增和改進都有著詳細的介紹，這對於了解 C++ 的發展脈絡非常有幫助。對於想要深入理解 C++ 模板，甚至想自行開發高階模板庫的開發者來說，這本書絕對是不可或缺的寶典。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在拿到《C++ Templates 全覽（第二版）》之前，我對 C++ 模板的理解一直停留在「大概知道怎麼用，但總覺得哪裡不太對勁」的程度。很多時候，我只是照著範例敲程式碼，一旦遇到問題，就不知道該如何下手。這本書徹底改變了我對模板的看法。作者以一種非常「接地氣」的方式，將 C++ 模板這個看似高深莫測的領域，變得觸手可及。 我最欣賞的是，書中沒有過度使用學術性的術語，而是盡量用大家都能理解的語言來解釋。例如，在講到類型萃取（type traits）的時候，作者並沒有直接拋出 `std::is_integral_v` 這樣的東西，而是先講解了「我們為什麼需要知道一個類型是否是整數」這個問題，然後再引導讀者去了解 C++ 標準庫中提供的工具。這種「由問題導向，再到解決方案」的講解方式，讓我學習起來更有方向感。 書中還分享了很多關於「最佳實踐」的內容，例如如何撰寫清晰、可讀性高的模板程式碼，如何避免常見的性能問題，以及如何利用模板來提高程式碼的可重用性。這部分內容對於實際的軟體開發工作非常有價值。我發現，很多我在實際開發中遇到的難題，都能在這本書中找到答案，或者至少能得到一些啟發。這本書的寫作風格非常務實，它不僅告訴你「是什麼」，更告訴你「怎麼做」，以及「為什麼這麼做」。對於想要在 C++ 領域有所建樹的工程師來說，這本絕對是必備的參考書。