模板
模板是定义下列之一的 C++ 实体：
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(C++11 起) |
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(C++14 起) |
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(C++20 起) |
模板以一或多个模板形参参数化，形参有三种：类型模板形参、非类型模板形参和模板模板形参。
当提供了模板实参，或仅对于函数和类 (C++17 起)模板，当模板实参被推导出时，它们替换各模板形参，以获得模板的一个特化（specialization），即一个特定类型或一个特定函数左值。特化亦可显式提供：对类、变量 (C++14 起)和函数模板都允许全特化，只允许对类模板与变量模板 (C++14 起)部分特化。
在要求完整对象类型的语境中引用某个类模板特化时，或在要求函数定义存在的语境中引用某个函数模板特化时，除非模板已经被显式特化或显式实例化，否则模板即被实例化（instantiate）（它的代码被实际编译）。类模板的实例化不会实例化其任何成员函数，除非它们也被使用。在连接时，不同翻译单元生成的相同实例被合并。
模板的定义必须在隐式实例化点可见，这就是为何模板库通常都在头文件中提供所有模板定义的原因（例如大多数 boost 库仅有头文件）
语法
template < 形参列表 > 声明
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(1) | ||||||||
template < 形参列表 > requires-子句 声明
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(2) | (C++20 起) | |||||||
export template < 形参列表 > 声明
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(2) | (C++11 前) | |||||||
template < 形参列表 > concept 概念名 = 制约表达式 ;
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(3) | (C++20 起) | |||||||
| 声明 | - | 类（包括 struct 和 union），成员类或成员枚举类型，函数或成员函数，命名空间作用域的静态数据成员，变量或类作用域的静态数据成员， (C++14 起)或别名模板 (C++11 起)的声明。它亦可定义模板特化。 |
| 形参列表 | - | 非空的模板形参的逗号分隔列表，其中每项是非类型形参、类型形参、模板形参或任何这些的形参包之一。 |
| 概念名 制约表达式 |
- | 见制约与概念 (C++20 起) |
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(C++11 前) |
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模板形参列表可以后随一个可选的 requires-子句，它指定各模板实参上的制约。 |
(C++20 起) |
| 本节未完成 原因：核心语法，模板形参，以及实例化，带出 class_template 和 function_template 间的公共内容 |
模板标识
模板名 < 形参列表 >
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| 模板名 | - | 或为指名模板的标识符（该情况下称之为 "简单模板标识" ），或为重载运算符模板或用户定义字面量模板的名字。 |
指名模板特化的 简单模板标识 指名一个类。
指名别名模版特化的 模板标识 指名一个类型。
指名函数模板特化的 模板标识 指名一个函数。
模板标识 仅当符合下列条件才合法
- 实参数量不多于形参，或有形参是模板形参包，
- 每个无默认模板实参的不可推导的非包形参都有一个实参，
- 每个模板实参都与对应的模板形参相匹配，
- 替换每个模板实参到其后续模板形参（若存在）中均成功，而且
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(C++20 起) |
无效的 简单模板标识 是编译时错误，除非它指名的是函数模板特化（该情况下可适用 SFINAE）。
template<class T, T::type n = 0> class X; struct S { using type = int; }; using T1 = X<S, int, int>; // 错误：过多实参 using T2 = X<>; // 错误：第一模板形参无默认实参 using T3 = X<1>; // 错误：值 1 不匹配类型实参 using T4 = X<int>; // 错误：第二模板形参替换失败 using T5 = X<S>; // OK
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如果在 简单模板标识 的模板名指名受制约的非函数模板或受制约的模板模板形参，但不是作为未知特化的成员的成员模板，而且 简单模板标识 中的所有模板实参均非待决，则必须满足受制约模板的各项关联制约： template<typename T> concept C1 = sizeof(T) != sizeof(int); template<C1 T> struct S1 { }; template<C1 T> using Ptr = T*; S1<int>* p; // 错误：不满足制约 Ptr<int> p; // 错误：不满足制约 template<typename T> struct S2 { Ptr<int> x; }; // 错误，不要求诊断 template<typename T> struct S3 { Ptr<T> x; }; // OK：不要求满足 S3<int> x; // 错误：不满足制约 template<template<C1 T> class X> struct S4 { X<int> x; // 错误，不要求诊断 }; template<typename T> concept C2 = sizeof(T) == 1; template<C2 T> struct S { }; template struct S<char[2]>; // 错误：不满足制约 template<> struct S<char[2]> { }; // 错误：不满足制约 |
(C++20 起) |
若二个 模板标识
- 其 模板名 指代同一模板，且
- 其对应类型模板实参为同一类型，且
- 其对应非类型模板实参在转换到模板形参的类型后模板实参等价，且
- 其对应的模板模板实参指代同一模板。
相同的二个 模板标识 指代同一变量、 (C++14 起)类或函数。
模板化实体
模板化实体（某些资料称之为 "temploid"）是任何定义（或对于 lambda-表达式 为创建）于模板定义内的实体。下列所有实体都是模板化实体：
- 类/函数/变量 (C++14 起)模板
| (C++20 起) |
- 模板化实体的成员（例如类模板的非模板成员函数）
- 作为模板化实体的枚举的枚举项
- 任何模板化实体中定义或创建的实体：局部类，局部变量，友元函数，等等
- 模板化实体的声明中出现的 lambda 表达式的闭包类型
例如，以下模板中
template<typename T> struct A { void f() {} };
函数 A::f 不是函数模板，但仍被当做是模板化的。
