《C++的模板庫(kù)》歡迎來(lái)到C++的模板庫(kù)世界！課程目標(biāo)深入理解C++模板庫(kù)的概念，包括函數(shù)模板和類(lèi)模板。掌握模板參數(shù)的各種類(lèi)型和用法，并能進(jìn)行模板參數(shù)的推導(dǎo)。學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）的基本概念，以及常用的容器、迭代器和算法。了解C++11/14/17新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模板庫(kù)的擴(kuò)展和改進(jìn)。C++模板庫(kù)簡(jiǎn)介1C++模板庫(kù)是C++語(yǔ)言中的一項(xiàng)強(qiáng)大功能，它允許程序員編寫(xiě)通用的代碼，這些代碼可以在不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型上工作。2模板庫(kù)可以用于創(chuàng)建通用的函數(shù)、類(lèi)、容器、算法等。3C++模板庫(kù)允許程序員以一種更抽象的方式編寫(xiě)代碼，從而提高代碼的可復(fù)用性和可讀性。何為模板模板是C++中的一種泛型編程機(jī)制，它允許程序員編寫(xiě)不依賴(lài)于特定數(shù)據(jù)類(lèi)型的代碼，即泛型代碼。函數(shù)模板函數(shù)模板是一種通用的函數(shù)定義，它可以接受不同類(lèi)型的參數(shù)，并在編譯時(shí)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)生成特定類(lèi)型的函數(shù)。函數(shù)模板的實(shí)例化當(dāng)調(diào)用一個(gè)函數(shù)模板時(shí)，編譯器會(huì)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)生成特定類(lèi)型的函數(shù)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為實(shí)例化。函數(shù)模板的編寫(xiě)規(guī)范函數(shù)模板的定義使用關(guān)鍵字template，后面緊跟一個(gè)尖括號(hào)包含的模板參數(shù)列表，然后是函數(shù)的定義。函數(shù)模板的局限性函數(shù)模板只能用于處理基本數(shù)據(jù)類(lèi)型和類(lèi)類(lèi)型，而不能用于處理指針、引用、數(shù)組等。類(lèi)模板類(lèi)模板是一種通用的類(lèi)定義，它可以接受不同類(lèi)型的參數(shù)，并在編譯時(shí)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)生成特定類(lèi)型的類(lèi)。類(lèi)模板的實(shí)例化當(dāng)使用類(lèi)模板創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，編譯器會(huì)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)生成特定類(lèi)型的類(lèi)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為實(shí)例化。類(lèi)模板的編寫(xiě)規(guī)范類(lèi)模板的定義使用關(guān)鍵字template，后面緊跟一個(gè)尖括號(hào)包含的模板參數(shù)列表，然后是類(lèi)的定義。類(lèi)模板的特化類(lèi)模板的特化允許程序員為特定的數(shù)據(jù)類(lèi)型提供一個(gè)不同的類(lèi)定義，從而實(shí)現(xiàn)特定類(lèi)型的定制功能。類(lèi)模板的偏特化類(lèi)模板的偏特化允許程序員為特定類(lèi)型組合提供一個(gè)不同的類(lèi)定義，從而實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的定制功能。類(lèi)模板與繼承類(lèi)模板可以繼承自其他類(lèi)模板，也可以繼承自普通類(lèi)，從而實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用和功能擴(kuò)展。類(lèi)模板與類(lèi)成員函數(shù)類(lèi)模板可以包含成員函數(shù)，這些成員函數(shù)可以訪(fǎng)問(wèn)和操作類(lèi)模板中的數(shù)據(jù)成員。模板參數(shù)模板參數(shù)是模板定義中使用的類(lèi)型或值，它們?cè)诰幾g時(shí)被替換為實(shí)際的類(lèi)型或值。模板參數(shù)的推導(dǎo)編譯器可以根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型推導(dǎo)出模板參數(shù)的值，這可以簡(jiǎn)化代碼編寫(xiě)。非類(lèi)型模板參數(shù)除了類(lèi)型參數(shù)外，模板參數(shù)也可以是常量表達(dá)式、指針、引用等非類(lèi)型值。模板參數(shù)的默認(rèn)值模板參數(shù)可以指定默認(rèn)值，如果調(diào)用時(shí)沒(méi)有指定實(shí)際參數(shù)類(lèi)型，則使用默認(rèn)值。模板參數(shù)包模板參數(shù)包可以接收任意數(shù)量的模板參數(shù)，并在編譯時(shí)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型進(jìn)行處理。變長(zhǎng)參數(shù)模板變長(zhǎng)參數(shù)模板允許函數(shù)模板接受任意數(shù)量的參數(shù)，并在編譯時(shí)根據(jù)實(shí)際參數(shù)類(lèi)型生成特定類(lèi)型的函數(shù)。虛函數(shù)與模板模板類(lèi)中的虛函數(shù)允許子類(lèi)根據(jù)實(shí)際類(lèi)型提供不同的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。異常處理與模板模板函數(shù)可以?huà)伋龊筒东@異常，以處理程序運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。模板庫(kù)的命名空間為了避免命名沖突，C++模板庫(kù)通常定義在特定的命名空間中，例如std命名空間。STL容器概述STL容器是C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)中的一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們提供了一種存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的方式。STL容器的分類(lèi)STL容器可以分為順序容器、關(guān)聯(lián)容器和無(wú)序關(guān)聯(lián)容器。順序容器按元素的順序存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，例如vector、list、deque。關(guān)聯(lián)容器按鍵值對(duì)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，例如map、set。無(wú)序關(guān)聯(lián)容器按鍵值對(duì)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，但沒(méi)有排序，例如unordered_map、unordered_set。順序容器vector是一種動(dòng)態(tài)數(shù)組，它可以根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整大小。list是一種雙向鏈表，它可以在任何位置進(jìn)行插入和刪除操作。deque是一種雙端隊(duì)列，它可以在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作。關(guān)聯(lián)容器map是一種鍵值對(duì)的關(guān)聯(lián)容器，它按鍵排序，并提供快速查找和插入功能。set是一種集合的關(guān)聯(lián)容器，它按元素排序，并保證元素的唯一性。無(wú)序關(guān)聯(lián)容器unordered_map是一種鍵值對(duì)的無(wú)序關(guān)聯(lián)容器，它提供快速查找和插入功能，但沒(méi)有排序。unordered_set是一種集合的無(wú)序關(guān)聯(lián)容器，它提供快速查找和插入功能，但沒(méi)有排序，并保證元素的唯一性。迭代器概述迭代器是一種訪(fǎng)問(wèn)容器元素的機(jī)制，它提供了一種通用的方式來(lái)遍歷容器中的元素。迭代器的分類(lèi)輸入迭代器：只能讀取容器元素。輸出迭代器：只能寫(xiě)入容器元素。前向迭代器：可以讀取和寫(xiě)入容器元素，并支持單向遍歷。雙向迭代器：可以讀取和寫(xiě)入容器元素，并支持雙向遍歷。隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)迭代器：可以讀取和寫(xiě)入容器元素，并支持隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)。迭代器的使用可以使用迭代器訪(fǎng)問(wèn)容器中的元素，并執(zhí)行各種操作，例如遍歷、插入、刪除等。算法概述STL算法是C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)中的一組函數(shù)，它們提供了一系列操作容器元素的通用方法。常用算法查找算法：find、search、binary_search等。排序算法：sort、stable_sort、merge_sort等。復(fù)制算法：copy、fill、swap等。刪除算法：remove、erase等。自定義算法程序員可以使用模板編寫(xiě)自定義算法，以滿(mǎn)足特定的需求。仿函數(shù)仿函數(shù)是一種行為類(lèi)似函數(shù)的對(duì)象，它可以被用作算法的參數(shù)，以提供定制的邏輯。適配器適配器是一種將一種容器或算法轉(zhuǎn)換成另一種容器或算法的機(jī)制，它可以使不同的容器和算法互相兼容。擴(kuò)展C++模板庫(kù)是一個(gè)龐大的體系，它包含了許多其他的擴(kuò)展，例如輸入輸出流、字符串等。C++11新標(biāo)準(zhǔn)C++11標(biāo)準(zhǔn)對(duì)C++語(yǔ)言進(jìn)行了重大更新，引入了許多新的特性，包括自動(dòng)類(lèi)型推斷、lambda表達(dá)式、右值引用等。C++11新特性自動(dòng)類(lèi)型推斷：使用auto關(guān)鍵字可以自動(dòng)推導(dǎo)出變量的類(lèi)型。lambda表達(dá)式：可以定義匿名函數(shù)，并將其作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)。右值引用：可以引用右值表達(dá)式，并將其用于移動(dòng)語(yǔ)義。C++14新標(biāo)準(zhǔn)C++14標(biāo)準(zhǔn)在C++11的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，引入了新的特性，例如泛型lambda表達(dá)式、返回類(lèi)型推斷等。C++17新標(biāo)準(zhǔn)C++17標(biāo)準(zhǔn)是C++語(yǔ)言的最新版本，它引入了許多新的特性，包括