模板编程通过使用模板参数创建可重用且高效的代码，允许不同数据类型使用相同的函数或类。具体来说，它使用尖括号 声明模板基础，允许可变参数模板接受数量可变的参数集合，并允许类模板创建可容纳不同数据类型的通用类。利用这些概念，我们可以解决实际问题，例如查找数组中的最大值和计算矩阵的行列式。

模板编程的艺术：提升代码可重用性与效率

引言

模板编程是一种通过使用模板参数来创建可重用且高效代码的技术。在 C++ 中，模板允许我们编写可容纳不同数据类型的通用函数或类。

模板基础

模板使用尖括号 声明。其中，模板参数可能是数据类型、常量或其他模板。例如，以下模板函数计算两个值的最小值：

template <typename T>
T min(T a, T b) {
  return a < b ? a : b;
}

可变参数模板

可变参数模板允许函数接受参数数量可变的集合。例如，以下模板函数打印一系列值的和：

template <typename... Args>
void printSum(Args... args) {
  int sum = 0;
  (..., sum += arg);  // 可变参数展开
  cout << "Sum: " << sum << endl;
}

类模板

类模板允许我们创建可容纳不同数据类型的通用类。例如，以下类模板表示一个链表：

template <typename T>
class Node {
public:
  T data;
  Node<T>* next;
};

实战案例

1. 查找数组中的最大值

我们可以使用可变参数模板来查找数组中最大值：

template <typename T, size_t N>
T maxArray(T (&arr)[N]) {
  T max = arr[0];
  for (size_t i = 1; i < N; i++) {
    if (arr[i] > max) {
      max = arr[i];
    }
  }
  return max;
}

2. 计算矩阵的行列式

我们可以使用类模板来表示矩阵并计算其行列式：

template <int N>
class Matrix {
public:
  int data[N][N];
  ...  // 其他方法
};

template <int N>
int determinant(Matrix<N>& m) {
  ...  // 计算行列式的代码
}

结论

模板编程是一个强大的工具，它通过提供可重用性和代码效率来提高 C++ 代码的质量。通过掌握可变参数模板和类模板的基本概念，我们可以创建通用且高效的代码。