C++模板增强，模板编程更上一层楼-51CTO.COM

模板编程带来了许多新特性和改进，使得C++程序员能够编写更加灵活、高效和可重用的代码。

一、变长模板参数（Variadic Templates）

C++11引入了变长模板参数，这一特性允许模板接受任意数量的参数。这在定义可变参数函数模板和类模板时非常有用。例如，我们可以定义一个可接受任意数量参数的打印函数：

template<typename... Args>
void print(Args... args) {
    // 使用初始化列表展开打印所有参数
    int dummy[] = {0, (print(args), 0)...};
    (void)dummy;
}1.
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变长模板参数不仅简化了代码，还让模板编程变得更加灵活。

二、模板别名（Alias Templates）

模板别名允许为模板类型定义一个新的名字。这在简化复杂的模板类型定义时非常有用。例如：

template<typename T>
using VectorOf = std::vector<T>;
VectorOf<int> v; // 等价于 std::vector<int>1.
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通过模板别名，我们可以创建更加清晰和易于理解的类型定义。

三、后置返回类型（Lambda Return Type Deduction）

在C++11之前，lambda表达式的返回类型必须是明确的或者使用auto并带有一个trailing return type。C++11允许编译器自动推断lambda表达式的返回类型，这使得lambda表达式更加简洁：

auto lambda = [](int a, int b) { return a + b; };1.

这一增强让lambda表达式在模板编程中的应用更加广泛。

四、模板函数的默认参数

C++11允许为模板函数的参数提供默认值，这在某些情况下可以简化模板函数的使用：

template<typename T = int>
T add(T a = 0, T b = 0) {
    return a + b;
}1.
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通过提供默认参数，我们可以创建更加通用和易于使用的模板函数。

五、模板的模板参数（Template Template Parameters）

模板的模板参数允许模板接受另一个模板作为参数。这在定义接受模板类型作为参数的类模板时非常有用：

template<template<typename> class Container>
class X {
public:
    Container<int> data;
};
// 使用一个具体的模板类型
X<std::vector> x;1.
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模板的模板参数为模板编程带来了更高的灵活性。

六、SFINAE增强

SFINAE是一种编译器用来处理模板重载的名称修饰（name mangling）的技术。C++11增强了对SFINAE的支持，使得模板重载更加灵活。例如，我们可以根据类型是否为整数类型来重载函数：

template<typename T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, T>::type
add(T a, T b) {
    return a + b;
}
template<typename T>
typename std::enable_if<!std::is_integral<T>::value, T>::type
add(T a, T b) {
    // another version for non-integral types
}
SFINAE的增强让模板编程更加优雅和高效。1.
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七、外部模板（Explicit Template Instantiation）

C++11允许在头文件之外显式实例化模板，这有助于控制模板实例化的位置，减少编译时间。例如：

template class X<int>;1.

通过显式实例化，我们可以避免在链接时出现未定义的模板实例化问题。

八、模板内的嵌套模板定义

C++11允许在模板内部定义另一个模板，这使得模板编程更加灵活。例如：

template<typename T>
class X {
    template<typename U>
    class Y {
    public:
        Y() {
            // ...
        }
    };
};1.
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嵌套模板定义让模板编程更加深入和复杂。

总结

C++11标准的模板增强为C++程序员带来了更高的灵活性和表达力。通过掌握这些新特性，我们可以编写更加通用、高效和可重用的代码。在实际的编程实践中，合理运用这些模板增强，可以让我们的代码更加简洁、优雅，同时提高程序的性能和可维护性。