C++模板是C++编程语言中的一个重要特性，它允许程序员创建泛型代码，即能够处理多种数据类型的代码。模板在C++中分为两种主要类型：函数模板和类模板。本教材详细介绍了这两种模板的使用方法及其背后的原理。
一、基础篇
1. 函数模板：函数模板是定义了一个通用函数的蓝图，它不绑定到特定的数据类型。当编译器遇到一个模板函数调用时，会根据传入参数的类型自动生成对应的实例化函数。例如，`template<typename T> T max(T a, T b)` 是一个简单的函数模板，用于找出两个同类型元素中的较大值。
2. 类模板：类模板则用于创建可以处理多种数据类型的类。它定义了一组成员函数和成员变量的通用结构，例如，STL中的`std::vector`就是一个类模板，可以容纳不同类型的数据（如int、float、自定义类型等）。
3. 模板参数：模板参数类似于函数参数，可以是类型参数（如`typename T`）或非类型参数（如`int n`）。类型参数用于表示任意数据类型，非类型参数则可以是整数、指针或其他非类型常量。
4. 模板特化：为了对特定类型提供更高效的实现或修正模板的默认行为，我们可以进行模板特化。这包括全特化（为整个模板提供具体实现）和偏特化（为模板的一部分提供具体实现）。
5. 模板推导：编译器可以根据函数调用或类实例化自动推断出模板参数的类型，这个过程称为模板类型推导。例如，`max(3, 5)` 中，编译器会推断出T为int。
二、应用篇
1. 模板元编程：模板元编程是利用模板作为编译时计算的工具。通过在编译期间执行计算，可以生成高度优化的代码。例如，`std::integral_constant` 类模板用于创建类型安全的常量。
2. 泛型编程：C++模板是泛型编程的基础，它允许编写不依赖于特定类型但能适应多种类型的代码。泛型编程强调代码的重用性和灵活性，与面向对象的继承和多态不同，它是基于算法而非对象的。
3. 模板与STL：标准模板库（STL）是C++标准库的一部分，包括容器（如`std::vector`、`std::map`）、迭代器、算法和函数对象。STL的实现大量使用了模板，使得它们能够处理各种类型的数据。
4. 联合体（union）和类型别名（using关键字）在模板中的应用：联合体可以用于节省内存，类型别名则可以简化模板的使用，如`using MyInt = int;`，之后可以使用`MyInt`代替`int`。
5. SFINAE原则：Substitution Failure Is Not An Error，当模板实例化过程中出现类型替换失败，编译器不会报错，而是尝试下一个可行的模板。这一原则在模板元编程和类型检测中至关重要。
三、进阶主题
1. 模板模板参数：允许一个模板接受另一个模板作为参数，如`template<typename Container> void print(Container const& c)` 可以接受任何支持迭代器的容器。
2. 非类型模板参数的限制：非类型模板参数必须是整型、指针或枚举类型，且在模板实例化时必须是常量表达式。
3. 模板的展开与实例化：编译器如何处理模板并生成实例化的代码，以及模板的深度和宽度限制。
4. 模板的链接问题：由于模板的实例化是在每个源文件中独立进行的，可能会导致重复定义的问题，需要理解和掌握命名空间和extern关键字来解决。
5. C++11及后续版本的模板新特性：包括右值引用、完美转发、变长模板参数等，这些都扩展了模板的功能和用法。
本“C++模板教材”深入浅出地讲解了模板的基础和应用，不仅适合初学者系统学习，也为有经验的开发者提供了深入理解C++模板机制的宝贵资源。建议按照教材的顺序逐步学习，确保扎实掌握每一个知识点，以免在后续的学习中遇到困难。
