C++模板元編程能干啥

C++模板元編程（Template Metaprogramming, TMP）是一種在編譯期間執(zhí)行計算的技術(shù)，它利用C++的模板系統(tǒng)來實現(xiàn)。TMP的主要優(yōu)點是可以生成高效的代碼，因為它在編譯期間就完成了大部分的工作。TMP可以用于以下場景：

1. 類型操作：TMP可以用于在編譯期間獲取類型的屬性，例如判斷一個類型是否為整數(shù)、浮點數(shù)或者類類型等。

   template <typename T>
   struct is_integral {
       static const bool value = false;
   };
   
   template <>
   struct is_integral<int> {
       static const bool value = true;
   };
   

2. 常量計算：TMP可以在編譯期間計算常量表達式，從而提高運行時性能。

   template <int N>
   struct factorial {
       enum { value = N * factorial<N - 1>::value };
   };
   
   template <>
   struct factorial<0> {
       enum { value = 1 };
   };
   

3. 算法優(yōu)化：TMP可以用于實現(xiàn)一些在編譯期間就可以完成的算法，從而減少運行時的計算量。

   template <typename InputIt, typename OutputIt>
   OutputIt copy(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first) {
       while (first != last) {
           *d_first++ = *first++;
       }
       return d_first;
   }
   

4. 元函數(shù)：TMP可以用于實現(xiàn)元函數(shù)，即可以在編譯期間執(zhí)行計算的函數(shù)。元函數(shù)可以用來生成其他模板或者實現(xiàn)一些編譯期間的邏輯。

   template <typename T>
   struct add_const {
       typedef const T type;
   };
   
   template <typename T>
   struct add_const<T&> {
       typedef const T& type;
   };
   
   template <typename T>
   struct add_const<T&&> {
       typedef const T&& type;
   };
   

5. 編譯時斷言：TMP可以用于在編譯期間進行斷言檢查，從而確保程序的正確性。

   template <typename T>
   struct has_foo {
       private:
           template <typename U, U>
           struct check {};
   
           template <typename C>
           static std::true_type test(check<void (C::*)(), &C::foo>*);
   
           template <typename C>
           static std::false_type test(...);
   
       public:
           static constexpr bool value = decltype(test<T>(nullptr))::value;
   };
   

總之，C++模板元編程可以在編譯期間完成許多任務(wù)，從而提高程序的性能和正確性。然而，TMP的學習曲線較陡峭，且可能導(dǎo)致代碼難以理解和維護。因此，在使用TMP時，需要權(quán)衡其優(yōu)缺點。