C++ Templates全覽（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• C++
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• 泛型編程
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• 編程技術

涵蓋C++11，C++14與C++17標準

　　Templates(模闆)是C++裏威力最強大的功能之一。然而，即便在C++語言及開發社群持續發展的當下，卻仍常被誤解且乏人問津。在本書C++ Templates, Second Edition中。三位精通C++的先驅者為我們示範何時、為何以及如何使用新穎的templates功能以構築簡潔、快速、高效且易於維護的軟體。

　　最新版本為C++11、C++14、及C++17標準做瞭全麵的更新，展示能應用於各式場景的尖端技術。針對強化瞭templates或與之産生化學反應的新式語言特性，作者們皆提供瞭最權威的解釋，包含：variadic templates(可變參數模闆)、泛型lambda錶示式(generic lambdas)、class template引數推導、編譯期if(compile-time if)、forwarding references(轉發參考)、以及使用者定義文字(user-defined literals)。他們同時深入探究基本概念(像是value categories)，涵蓋瞭所有的standard type traits。

　　本書以一則深具見地的教程開場，帶齣基本概念和相關的語言特性。餘下的部分提供瞭詳盡的參考資料，從語言細節、編程技術、進階應用場景、乃至於精煉的慣用手法(idiom)。通篇範例清楚地闡明抽象概念，同時展示活用C++ templates的最佳實踐。

　　‧精確理解templates的行為，以避免常見的陷阱
　　‧在不對效率妥協的情況下，復用既有程式碼
　　‧利用templates寫齣更加有效率、彈性且易於維護的程式
　　‧善用C++標準庫工具以撰寫泛型程式
　　‧掌握現今最高效的慣用手法及技術
　　‧體驗即將推齣的Concept(概念)特性

　　英文版支援網站tmplbook.com提供本書源碼及相關更新

C++ 泛型編程的深度探索與實踐指南 《C++ Templates：深度解析與實踐應用（第三版）》 專為尋求掌握 C++ 模闆的底層機製、高級特性以及現代編程範式的高級 C++ 開發者設計。 本書並非對現有 C++ 模闆知識的簡單復述，而是對模闆語言的深層次剖析，著重於解釋模闆係統如何與 C++ 語言的其他核心特性（如類型係統、繼承、編譯過程）協同工作，以及如何利用這些機製構建齣健壯、高效、高度抽象的代碼。 --- 第一部分：模闆基礎的重構與深化 本部分將奠定堅實的基礎，但其深度遠超初級教程。我們著重於模闆實例化、名稱查找規則以及編譯期行為的細微差彆。 1. 模闆的生命周期與實例化引擎 模闆的非侵入性與實例化邊界： 深入探討模闆如何在頭文件中定義、在何處實例化，以及這種模式如何影響編譯時間與鏈接過程。我們將解構編譯器在實例化模闆時進行的類型替換、名稱解析和錯誤報告流程。 顯式實例化與部分特化： 詳細分析何時需要使用顯式實例化來控製編譯單元的依賴，以及如何利用函數模闆和類模闆的部分特化來處理特定的類型集閤，實現代碼的精細控製。 默認模闆參數的陷阱與優化： 研究函數模闆和類模闆默認參數的推導機製，特彆是它們在繼承和名稱查找中的復雜交互，以及如何避免因默認參數帶來的意外行為。 2. 模闆參數的本質 類型參數（`typename` vs `class`）： 明確區分 `typename` 和 `class` 關鍵字在模闆上下文中的作用，重點講解當模闆參數依賴於其他模闆參數時，必須使用 `typename` 明確告知編譯器該標識符是類型名稱的規則（依賴名稱的解析）。 非類型模闆參數的廣闊天地： 超越簡單的整數常量，探索使用枚舉、指針、引用以及更復雜的編譯期常量作為模闆參數的場景。討論這些參數如何驅動編譯期計算和代碼生成。 --- 第二部分：元編程的藝術——編譯期計算的極限 本部分是本書的核心，全麵覆蓋 C++ 模闆元編程（TMP） 的高級技巧，旨在將算法和決策邏輯從運行時推遲到編譯時。 3. 類型特徵（Type Traits）的構建與應用 從標準庫到自定義： 不僅介紹 `` 中的標準特徵，更側重於如何設計和實現復雜的、組閤型的類型特徵，例如檢查嵌套類型是否存在、判斷特定方法簽名是否匹配等。 SFINAE 的高級運用： 深入講解 替換失敗不是錯誤（Substitution Failure Is Not An Error） 原則的實際應用。我們將構建復雜的 SFINAE 條件來選擇性地啓用或禁用函數重載、類成員，以及如何利用 `std::enable_if`、`std::conjunction`、`std::negation` 等工具進行邏輯控製。 4. 編譯期遞歸與迭代 類型級彆的循環結構： 展示如何利用模闆特化和遞歸實例化來實現編譯期的迭代過程，用以生成一係列相關類型或執行重復的編譯期計算（例如，生成一組固定大小的數據結構或計算斐波那契數列）。 消除編譯期遞歸深度限製： 討論現代編譯器（C++17/20 之後）在處理深度遞歸模闆時的優化策略，以及在特定場景下如何重構遞歸以提高編譯速度。 --- 第三部分：麵嚮對象與模闆的交織 本部分探討模闆如何與 C++ 的麵嚮對象特性（繼承、多態、封裝）進行深度融閤，尤其關注在類型安全和接口抽象方麵的挑戰。 5. 模闆與繼承的復雜關係 基類模闆的特化與繼承： 詳細分析派生類繼承自類模闆時，派生類本身的類型如何取決於基類模闆的實例化參數。研究使用 `using` 聲明在派生類中暴露基類成員的必要性。 虛擬函數與模闆： 探討在模闆類中定義虛函數所麵臨的約束，以及如何利用 CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇特遞歸模闆模式）實現編譯期多態，提供比運行時虛函數更高效的替代方案。 6. 接口與抽象：模闆的策略模式 依賴注入與模闆： 研究如何使用模闆參數來注入（或要求）特定的接口（概念），從而實現解耦的、可替換的組件。這超越瞭簡單的“鴨子類型”檢查，而是構建瞭強類型約束下的策略選擇機製。 Mixin 技術的模闆實現： 利用模闆繼承來動態地嚮一個類添加功能（橫切關注點），實現代碼復用和橫嚮擴展，同時保持類型係統的清晰。 --- 第四部分：現代 C++ 與模闆的融閤（C++17/20 聚焦） 本部分專門介紹自 C++17 以來引入的，極大簡化瞭模闆編程的語言特性。 7. 概念（Concepts）：模闆約束的革命 概念的語法與語義： 全麵講解 C++20 引入的概念如何取代冗長且晦澀的 SFINAE 錶達式，用於清晰地錶達模闆參數必須滿足的語義和結構要求。 使用 `requires` 錶達式： 掌握 `requires` 錶達式的強大功能，用於在模闆體內部進行更細粒度的約束檢查，甚至可以檢查特定函數調用或類型轉換是否閤法。 概念在庫設計中的作用： 結閤標準庫算法（如 `` 和 ``）的重構，展示概念如何提升用戶體驗、提供更清晰的編譯錯誤信息。 8. 變長參數模闆（Variadic Templates）的進階應用 參數包的展開機製： 深入解析包擴展（Pack Expansion）在函數參數列錶、初始化列錶和模闆參數列錶中的應用，重點關注 C++17 引入的“摺疊錶達式”（Fold Expressions）。 編譯期元組與元數據結構： 利用變長模闆構建高效的編譯期元組（Tuple）類，並展示如何利用參數包來實現諸如 `apply`、`cat` 等高階操作，而無需依賴復雜的遞歸。 --- 結論：構建健壯、可維護的泛型代碼 本書的最後部分將聚焦於工程實踐：如何平衡模闆的編譯時間開銷與代碼的抽象層次，如何利用模塊化（Module）技術管理復雜的模闆依賴，以及如何使用現代調試工具和靜態分析器來診斷模闆實例化過程中齣現的復雜錯誤。 《C++ Templates：深度解析與實踐應用（第三版）》 是一本麵嚮實踐的參考書，它要求讀者對 C++ 基礎有紮實的理解，並渴望超越麵嚮對象範式，駕馭 C++ 語言中最強大、最靈活的特性——模闆係統。掌握本書內容，將使您能夠設計齣前所未有的、高性能的、與編譯器深度協作的泛型庫和框架。

作者簡介

David Vandevoorde

　　Edison Design Group公司的工程副總裁，負責規劃該公司C++編譯器的關鍵特性。同時也是聲譽卓著的comp.lang.c++.moderated論壇共同創辦人，並活躍於C++標準化工作。他於Rensselaer Polytechnic Institute取得瞭計算機科學博士及碩士學位，並於Brussels Free University取得工程碩士。於技術方麵的興趣包含演算法開發及教學。

Nicolai M. Josuttis

　　一位獨立係統架構師、技術經理、顧問和技術教練，緻力於C++標準化工作二十餘年。參與Library Working Group期間，他尤其關注一般應用程式開發者的偏好。憑藉《C++標準庫學習教本與參考工具 第二版》(Addison-Wesley)及其他著作，他在C++社群裏以演講和著述享有盛名。

Douglas Gregor

　　一位擁有C++程式庫設計背景的資深編譯器開發者。作為一位Boost程式庫早期貢獻者，他開發瞭數個現今已納入C++標準的程式庫。其後，他領導開源Clang C++編譯器實作專案，負責完成瞭C++11標準的支援，並緻力於C++11標準化工作。他於Rensselaer Polytechnic Institute取得計算機科學博士學位。

前言
第二版緻謝
初版緻謝
譯者序
關於本書
 
【第一篇 基本認識】
第 01 章 函式模闆
第 02 章 類彆模闆
第 03 章 非型彆模闆參數
第 04 章 可變參數模闆
第 05 章 刁鑽的基本技術
第 06 章 搬移語義和 enable_if<>
第 07 章 傳值或傳參考？
第 08 章 編譯期程式設計
第 09 章 實際運用 Templates
第 10 章 Template 基本術語
第 11 章 泛型程式庫
 
【第二篇 深入模闆】
第 12 章 基本觀念再深入
第 13 章 Templates 內的名稱
第 14 章 實體化
第 15 章 Template 引數推導
第 16 章 特化與重載
第 17 章 未來發展方嚮
 
【第三篇 模闆與設計】
第 18 章 Templates 的多型威力
第 19 章 實作 Traits
第 20 章 依型彆性質重載
第 21 章 Templates 與繼承
第 22 章 橋接靜態與動態多型
第 23 章 後設編程
第 24 章 型彆列錶
第 25 章 Tuples
第 26 章 可辨聯集
第 27 章 Expression Templates
第 28 章 Templates 除錯
 
【附錄】
 
A 單一定義規則
B 數值類型
C 重載決議機製
D 標準型彆工具
E 概念
 
參考書目
辭匯 / 術語錶
索引
 

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《C++ Templates 全覽（第二版）》完全超齣瞭我的預期！我原本以為這隻是一本內容紮實、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。作者在文字錶達上非常有技巧，他能夠將一些非常複雜、抽象的 C++ 模闆概念，用清晰、易懂、甚至帶點幽默感的方式呈現齣來。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。 書中對於模闆的「威力」有非常深入的描繪。它展示瞭如何利用模闆來實現高性能的容器、演算法，以及如何透過模闆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，透過模闆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。作者提供瞭許多實際的案例，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++ 模闆的「魔力」的描寫。它不是簡單的介紹語法，而是揭示瞭模闆背後的工作原理，例如模闆參數的推導、實例化過程、以及名字查找規則（name lookup）等。理解這些底層的機製，對於寫齣正確、高效的模闆程式碼至關重要。書中也探討瞭模闆的一些「陷阱」和常見的誤區，並提供瞭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++ 模闆的理解和經驗都傾囊相授瞭。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在拿到《C++ Templates 全覽（第二版）》之前，我對 C++ 模闆的理解一直停留在「大概知道怎麼用，但總覺得哪裡不太對勁」的程度。很多時候，我隻是照著範例敲程式碼，一旦遇到問題，就不知道該如何下手。這本書徹底改變瞭我對模闆的看法。作者以一種非常「接地氣」的方式，將 C++ 模闆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，而是盡量用大傢都能理解的語言來解釋。例如，在講到類型萃取（type traits）的時候，作者並沒有直接拋齣 `std::is_integral_v` 這樣的東西，而是先講解瞭「我們為什麼需要知道一個類型是否是整數」這個問題，然後再引導讀者去瞭解 C++ 標準庫中提供的工具。這種「由問題導嚮，再到解決方案」的講解方式，讓我學習起來更有方嚮感。 書中還分享瞭很多關於「最佳實踐」的內容，例如如何撰寫清晰、可讀性高的模闆程式碼，如何避免常見的性能問題，以及如何利用模闆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。

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，有些是偏嚮工具書，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瞭兩者之間的平衡點。它有係統地涵蓋瞭 C++ 模闆的各個麵嚮，從基礎到進階，幾乎涵蓋瞭我想瞭解的所有內容。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，讓我在麵對複雜的模闆技巧時，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瞭模闆的錯誤處理和除錯技巧。在 C++ 模闆的世界裡，編譯錯誤訊息往往會讓人頭痛欲裂，像是看到天書一樣。作者在這部分提供瞭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 等新標準引入的模闆新特性都有詳細的介紹，像是可變參數模闆（variadic templates）、模闆別名（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++ 模闆的奧秘。它讓我看到瞭模闆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麵的巨大潛力。我已經開始將書中的一些技巧應用到我的專案中，確實感受到瞭效率的提升和程式碼品質的改善。對於任何想要精通 C++ 模闆的開發者，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☆☆☆☆☆

這本《C++ Templates 全覽（第二版）》真的是一本讓我感到「相見恨晚」的書！我在颱灣的軟體開發圈子裡，一直聽說 C++ 模闆很強大，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麵。這本書就像一把鑰匙，幫我打開瞭那扇門。 作者的講解風格非常獨特，他不是那種一本正經、死闆闆的技術說明，而是充滿瞭熱情和洞察力。他能夠將複雜的模闆機製，用非常巧妙的方式來呈現。例如，在解釋模闆的「自助餐」模式（policy-based design）時，他竟然用瞭一個類比大傢都很熟悉的「自助餐」，讓我瞬間就理解瞭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「模闆的極限」也有深入的探討，例如在處理某些極端情況時，模闆可能遇到的挑戰，以及如何透過一些技巧來規避或解決這些問題。這讓我對模闆有瞭更全麵、更深刻的認識，不再是隻看到它美好的一麵。此外，書中還討論瞭 C++ 模闆與其他程式設計範式（例如函數式程式設計）的結閤，這讓我看到瞭模闆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，絕對不隻是一本技術書，更像是一次 C++ 模闆的深度洗禮。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《C++ Templates 全覽（第二版）》真的是讓我驚豔到瞭！身為一個在颱灣寫 C++ 已經好幾個年頭的軟體工程師，我一直覺得模闆（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瞭一盞明燈。 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，從最基礎的模闆函數和模闆類別開始，逐步深入到更複雜的元程式設計（metaprogramming）、模闆特化（template specialization）、模闆偏載（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，在講解模闆的實例化（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闆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，技術書籍隻會告訴你「怎麼做」，但這本書卻花瞭很多篇幅去解釋「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，不僅學到瞭模闆的語法，更培養瞭一種對 C++ 語言設計哲學的理解。書中對於 C++ 標準演進過程中，模闆相關特性的新增和改進都有著詳細的介紹，這對於瞭解 C++ 的發展脈絡非常有幫助。對於想要深入理解 C++ 模闆，甚至想自行開發高階模闆庫的開發者來說，這本書絕對是不可或缺的寶典。