C++ 模板编程的高级应用与技巧

C++ 模板是一种强大的泛型编程工具，它允许编写与类型无关的代码，极大地提高了代码的通用性和复用性。

函数模板可以根据不同的参数类型生成相应的函数实例。例如，编写一个通用的排序函数模板，可以对不同类型的数组进行排序：

template<typename T>
void bubbleSort(T arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                std::swap(arr[j], arr[j + 1]);
            }
        }
    }
}

这样，无论是整型数组、浮点型数组还是自定义类型的数组，只要该类型支持比较运算符，都可以使用这个排序函数模板。

类模板则可以创建具有通用类型参数的类。例如，设计一个通用的栈类模板：

template<typename T>
class Stack {
private:
    std::vector<T> elements;
public:
    void push(T element) {
        elements.push_back(element);
    }
    T pop() {
        if (!empty()) {
            T topElement = elements.back();
            elements.pop_back();
            return topElement;
        }
        throw std::out_of_range("Stack is empty");
    }
    bool empty() const {
        return elements.empty();
    }
};

这个栈类模板可以存储不同类型的数据，如整型、字符型、自定义结构体等。

在更高级的应用中，模板元编程利用模板在编译期进行计算和代码生成。例如，可以使用模板元编程实现编译期的常量计算、类型检查等功能。通过递归模板实例化，可以在编译期计算斐波那契数列等数学序列。

掌握 C++ 模板编程的高级应用与技巧，能够开发出更加灵活、高效、通用的 C++ 库和应用程序。