深入实践C++模板编程

目　　录
前言
第一部分　模板基础
第1章　Hello模板 / 2
1.1　为什么需要模板 / 2
1.2　初识函数模板 / 3
1.2.1　函数模板的实现 / 3
1.2.2　如何使用函数模板 / 4
1.2.3　模板参数自动推导 / 5
1.2.4　模板参数默认值 / 7
1.2.5　模板函数的静态变量 / 8
1.3　如何处理函数模板中的函数体 / 8
1.3.1　HPP文件还是CPP文件 / 9
1.3.2　链接器如何识别重复模板实例 / 10
1.4　尴尬的Export Template / 13
1.4.1　什么是外名模板 / 13
1.4.2　C++编译器对外名模板的处理 / 14
1.5　本章小结 / 15
第2章　类亦模板 / 16
2.1　类型无关的数据结构 / 16
2.2　实践——栈类模板 / 17
2.2.1　栈类模板实例 / 17
2.2.2　栈类模板衍生子类模板实例 / 20
2.3　突破——异质链表 / 21
2.4　构造元组 / 23
2.4.1　通过嵌套实现元组 / 23
2.4.2　用类实现元组 / 24
2.5　类模板的用法 / 25
2.5.1　成员函数模板 / 25
2.5.2　友元函数模板 / 26
2.6　类模板的静态成员 / 27
2.7　本章小结 / 30
第3章　模板参数类型详解 / 31
3.1　整数模板参数 / 31
3.2　函数指针模板参数 / 32
3.3　指针及引用模板参数 / 34
3.4　成员函数指针模板参数 / 35
3.5　模板型模板参数 / 37
3.6　本章小结 / 39
第4章　凡事总有“特例” / 40
4.1　从vector<bool>说起 / 40
4.2　特例的多种写法 / 44
4.3　特例匹配规则 / 46
4.4　函数模板的特例与重载 / 47
4.4.1　分辨重载 / 50
4.4.2　编译期的条件判断逻辑 / 52
4.5　本章小结 / 54
第二部分　标准库中的模板
第5章　容器、迭代器与算法 / 56
5.1　容器的定义 / 56
5.2　容器的实现 / 56
5.2.1　Java的实现方法 / 57
5.2.2　C++的实现方法 / 60
5.3　容器与迭代器 / 62
5.3.1　链表容器与迭代器 / 64
5.3.2　集合容器与迭代器 / 67
5.4　迭代器与算法 / 71
5.4.1　求容器中元素之和 / 71
5.4.2　实例：微型算法库 / 73
5.5　容器与迭代器的分类 / 75
5.6　容器与算法的关系 / 76
5.7　迭代器的陷阱 / 76
5.8　本章小结 / 77
第6章　标准库中的容器 / 79
6.1　容器的分类及基本要求 / 79
6.2　序列型容器 / 81
6.2.1　变长数组vector / 82
6.2.2　双向链表list / 84
6.2.3　双端序列deque / 85
6.3　容器转换器 / 87
6.3.1　栈stack与队列queue / 87
6.3.2　优先队列priority_queue / 88
6.4　关联型容器 / 89
6.4.1　基本数据结构 / 89
6.4.2　内嵌类型定义 / 92
6.4.3　构造关联型容器 / 92
6.4.4　插入数据 / 93
6.4.5　数据的删除、查找与访问 / 96
6.4.6　整数值专用集合bitset / 98
6.5　散列表容器 / 99
6.5.1　基本数据结构 / 99
6.5.2　散列函数 / 100
6.5.3　桶 / 101
6.6　其他C++11新容器 / 104
6.6.1　定长数组array / 104
6.6.2　单向链表forward_list / 105
6.7　本章小结 / 106
第7章　隐形的助手——分配器 / 107
7.1　分配器的基本要求 / 107
7.2　交换容器内容时的特殊处理 / 110
7.3　有态分配器与无态分配器 / 112
7.4　实践：池分配器 / 114
7.4.1　池分配器模板类的设计 / 115
7.4.2　对象池的实现 / 116
7.4.3　定位构造 / 121
7.4.4　池分配器的实现 / 122
7.4.5　测试池分配器 / 127
7.4.6　实际运行 / 129
7.5　本章小结 / 131
第8章　标准库中的迭代器 / 132
8.1　迭代器分类 / 132
8.1.1　输入迭代器 / 132
8.1.2　前向迭代器 / 133
8.1.3　双向迭代器与跳转迭代器 / 135
8.1.4　输出迭代器 / 136
8.2　迭代器属性类模板 / 137
8.3　迭代器转换器 / 139
8.3.1　反转迭代器 / 139
8.3.2　插入迭代器 / 141
8.4　流迭代器 / 142
8.5　本章小结 / 144
第9章　标准库中的算法 / 145
9.1　算法的共同特征 / 145
9.2　标准库中的常用算法 / 145
9.2.1　foreach的三种写法 / 146
9.2.2　搜索 / 147
9.2.3　计数与比较 / 149
9.2.4　复制、交换、替换与删除 / 149
9.2.5　排序 / 151
9.2.6　二分搜索 / 151
9.2.7　集合运算 / 152
9.2.8　二叉堆操作 / 154
9.2.9　其他算法 / 154
9.3　预设函数对象 / 155
9.3.1　函数对象基类 / 155
9.3.2　运算函数对象 / 156
9.3.3　参数绑定 / 157
9.4　实践：矩阵操作中如何消除循环语句 / 165
9.4.1　跨跃迭代器 / 165
9.4.2　矩阵类模板 / 167
9.4.3　累计迭代器 / 169
9.4.4　矩阵乘法 / 170
9.4.5　矩阵LU分解 / 171
9.4.6　组合迭代器 / 172
9.4.7　没有循环语句的矩阵乘法 / 177
9.5　本章小结 / 178
第三部分　模板编程高级技巧
第10章　专用名词——概念 / 180
10.1　模板的先天不足 / 180
10.2　“概念”的提案及ConceptGCC编译器 / 181
10.3　概念语法 / 183
10.3.1　定义概念 / 183
10.3.2　用概念约束模板参数 / 184
10.3.3　概念映射 / 184
10.4　概念模拟库 / 186
10.4.1　概念检查宏 / 187
10.4.2　自定义概念检查 / 189
10.4.3　概念典型 / 190
10.5　本章小结 / 191
第11章　代码膨胀 / 192
11.1　源代码的增加 / 192
11.1.1　代理类的困境 / 192
11.1.2　D语言的方法 / 195
11.2　目标代码的增加 / 196
11.2.1　目标代码膨胀的成因 / 196
11.2.2　目标代码膨胀实例 / 197
11.2.3　改进代码 / 198
11.2.4　测试改进效果 / 206
11.3　本章小结 / 208
第12章　常用模板编程技巧 / 209
12.1　标签与特性 / 209
12.1.1　特性类模板numeric_limits / 209
12.1.2　实例：矩阵与向量乘法 / 211
12.2　编译期多态 / 213
12.2.1　全覆盖的函数模板 / 213
12.2.2　虚函数的启发 / 213
12.2.3　虚基类模板 / 214
12.3　策略 / 217
12.3.1　策略的产生：再说vector的不足 / 217
12.3.2　为vector添加存储策略 / 218
12.4　伪变长参数模板 / 223
12.4.1　hetero_node的启发 / 224
12.4.2　编译期递归 / 225
12.4.3　访问元组中的数据 / 227
12.5　本章小结 / 230
第13章　元编程 / 231
13.1　C++中的元编程 / 231
13.2　元函数 / 231
13.2.1　元函数的实现 / 231
13.2.2　元函数的调用 / 233
13.3　元容器与元算法 / 235
13.3.1　元容器的实现 / 235
13.3.2　实例：容纳5种类型的元容器 / 236
13.4　类型过滤 / 240
13.4.1　类型过滤元函数的实现 / 240
13.4.2　实例：应用元容器与元算法 / 242
13.5　本章小结 / 244
第四部分　模板与C++11
第14章　右值引用 / 246
14.1　右值引用的产生 / 246
14.1.1　函数的匿名返回值 / 246
14.1.2　返回值优化 / 249
14.2　右值引用基本概念 / 251
14.2.1　左值与非左值 / 251
14.2.2　右值与右值引用 / 252
14.2.3　移动构造与移动赋值 / 252
14.2.4　狭义与广义的右值 / 253
14.2.5　左值强制转义成右值引用 / 254
14.2.6　右值引用变量是左值 / 255
14.3　引用声明符消去规则 / 256
14.3.1　完美转发 / 256
14.3.2　实例：智能的min函数 / 260
14.4　移动与异常 / 263
14.4.1　迁移数据的风险 / 263
14.4.2　关键字noexcept / 265
14.4.3　转义函数模板 / 267
14.4.4　移动的效率问题 / 268
14.5　本章小结 / 269
第15章　模板新语法 / 270
15.1　变长参数模板 / 270
15.1.1　参数包 / 271
15.1.2　参数包的内容 / 272
15.1.3　参数包的展开模式 / 273
15.1.4　遍历参数包的内容 / 274
15.1.5　轻松实现元组 / 275
15.2　扩展的类型推导机制 / 276
15.2.1　自动类型变量 / 277
15.2.2　提取表达式结果类型 / 278
15.2.3　函数后置返回类型 / 280
15.3　其他模板新特性 / 281
15.3.1　外部模板实例 / 281
15.3.2　模板别名 / 282
15.3.3　连续的右尖括号 / 282
15.4　本章小结 / 283
第16章　C++11新特性集锦 / 284
16.1　λ表达式 / 284
16.1.1　λ表达式语法 / 284
16.1.2　变量捕获 / 285
16.2　初值列表新用法 / 290
16.2.1　构造变量 / 290
16.2.2　初值封装类模板 / 291
16.3　标准容器与算法的变化 / 292
16.3.1　对应右值引用 / 292
16.3.2　对应变长参数模板 / 293
16.3.3　对应初值列表 / 294
16.4　标准元组类模板 / 294
16.5　智能指针 / 296
16.5.1　独占指针unique_ptr / 297
16.5.2　共享指针shared_ptr与weak_ptr / 298
16.6　基于范围的for循环 / 299
16.7　拾遗 / 300
16.8　本章小结 / 301