《C++的模板庫》歡迎來到C++的模板庫世界！課程目標深入理解C++模板庫的概念，包括函數模板和類模板。掌握模板參數的各種類型和用法，并能進行模板參數的推導。學習標準模板庫（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新標準對模板庫的擴展和改進。C++模板庫簡介1C++模板庫是C++語言中的一項強大功能，它允許程序員編寫通用的代碼，這些代碼可以在不同的數據類型上工作。2模板庫可以用于創建通用的函數、類、容器、算法等。3C++模板庫允許程序員以一種更抽象的方式編寫代碼，從而提高代碼的可復用性和可讀性。何為模板模板是C++中的一種泛型編程機制，它允許程序員編寫不依賴于特定數據類型的代碼，即泛型代碼。函數模板函數模板是一種通用的函數定義，它可以接受不同類型的參數，并在編譯時根據實際參數類型自動生成特定類型的函數。函數模板的實例化當調用一個函數模板時，編譯器會根據實際參數類型自動生成特定類型的函數，這個過程稱為實例化。函數模板的編寫規范函數模板的定義使用關鍵字template，后面緊跟一個尖括號包含的模板參數列表，然后是函數的定義。函數模板的局限性函數模板只能用于處理基本數據類型和類類型，而不能用于處理指針、引用、數組等。類模板類模板是一種通用的類定義，它可以接受不同類型的參數，并在編譯時根據實際參數類型自動生成特定類型的類。類模板的實例化當使用類模板創建對象時，編譯器會根據實際參數類型自動生成特定類型的類，這個過程稱為實例化。類模板的編寫規范類模板的定義使用關鍵字template，后面緊跟一個尖括號包含的模板參數列表，然后是類的定義。類模板的特化類模板的特化允許程序員為特定的數據類型提供一個不同的類定義，從而實現特定類型的定制功能。類模板的偏特化類模板的偏特化允許程序員為特定類型組合提供一個不同的類定義，從而實現更細粒度的定制功能。類模板與繼承類模板可以繼承自其他類模板，也可以繼承自普通類，從而實現代碼復用和功能擴展。類模板與類成員函數類模板可以包含成員函數，這些成員函數可以訪問和操作類模板中的數據成員。模板參數模板參數是模板定義中使用的類型或值，它們在編譯時被替換為實際的類型或值。模板參數的推導編譯器可以根據實際參數類型推導出模板參數的值，這可以簡化代碼編寫。非類型模板參數除了類型參數外，模板參數也可以是常量表達式、指針、引用等非類型值。模板參數的默認值模板參數可以指定默認值，如果調用時沒有指定實際參數類型，則使用默認值。模板參數包模板參數包可以接收任意數量的模板參數，并在編譯時根據實際參數類型進行處理。變長參數模板變長參數模板允許函數模板接受任意數量的參數，并在編譯時根據實際參數類型生成特定類型的函數。虛函數與模板模板類中的虛函數允許子類根據實際類型提供不同的實現，從而實現多態性。異常處理與模板模板函數可以拋出和捕獲異常，以處理程序運行過程中出現的錯誤。模板庫的命名空間為了避免命名沖突，C++模板庫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++標準模板庫中的一組數據結構，它們提供了一種存儲和管理數據的方式。STL容器的分類STL容器可以分為順序容器、關聯容器和無序關聯容器。順序容器按元素的順序存儲和訪問數據，例如vector、list、deque。關聯容器按鍵值對存儲和訪問數據，例如map、set。無序關聯容器按鍵值對存儲和訪問數據，但沒有排序，例如unordered_map、unordered_set。順序容器vector是一種動態數組，它可以根據需要自動調整大小。list是一種雙向鏈表，它可以在任何位置進行插入和刪除操作。deque是一種雙端隊列，它可以在頭部和尾部進行插入和刪除操作。關聯容器map是一種鍵值對的關聯容器，它按鍵排序，并提供快速查找和插入功能。set是一種集合的關聯容器，它按元素排序，并保證元素的唯一性。無序關聯容器unordered_map是一種鍵值對的無序關聯容器，它提供快速查找和插入功能，但沒有排序。unordered_set是一種集合的無序關聯容器，它提供快速查找和插入功能，但沒有排序，并保證元素的唯一性。迭代器概述迭代器是一種訪問容器元素的機制，它提供了一種通用的方式來遍歷容器中的元素。迭代器的分類輸入迭代器：只能讀取容器元素。輸出迭代器：只能寫入容器元素。前向迭代器：可以讀取和寫入容器元素，并支持單向遍歷。雙向迭代器：可以讀取和寫入容器元素，并支持雙向遍歷。隨機訪問迭代器：可以讀取和寫入容器元素，并支持隨機訪問。迭代器的使用可以使用迭代器訪問容器中的元素，并執行各種操作，例如遍歷、插入、刪除等。算法概述STL算法是C++標準模板庫中的一組函數，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自定義算法，以滿足特定的需求。仿函數仿函數是一種行為類似函數的對象，它可以被用作算法的參數，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換成另一種容器或算法的機制，它可以使不同的容器和算法互相兼容。擴展C++模板庫是一個龐大的體系，它包含了許多其他的擴展，例如輸入輸出流、字符串等。C++11新標準C++11標準對C++語言進行了重大更新，引入了許多新的特性，包括自動類型推斷、lambda表達式、右值引用等。C++11新特性自動類型推斷：使用auto關鍵字可以自動推導出變量的類型。lambda表達式：可以定義匿名函數，并將其作為參數傳遞給其他函數。右值引用：可以引用右值表達式，并將其用于移動語義。C++14新標準C++14標準在C++11的基礎上進行了進一步改進，引入了新的特性，例如泛型lambda表達式、返回類型推斷等。C++17新標準C++17標準是C++語言的最新版本，它引入了許多新的特性，包括