第1章 C 編程環境介紹 
1.1 C 編程環境搭建說明
1.2 創建基本的能運行的C 程序 
1.3 Visual Studio中程序的調試方法
1.3.1 普通的斷點調試（跟蹤調試）
1.3.2 學會調試時查看內存中的內容
1.3.3  “快速監視”對話框
1.3.4 查看“反彙編”窗口
1.4 開啟Visual Studio 2019對C 標準的編譯支持
第2章 模板基礎知識
2.1 函數模板
2.1.1 基本範例
2.1.2 實例化
2.1.3 模板參數的推斷
2.1.4 重載
2.1.5 特化
2.1.6 默認參數
2.1.7 非類型模板參數
2.2 類模板、變量模板與別名模板
2.2.1 類模板的基本範例和模板參數的推斷
2.2.2 類模板的特化
2.2.3 默認參數
2.2.4 類型別名
2.2.5 非類型模板參數
2.2.6 成員函數模板
2.2.7 類/類模板中的類模板（類模板的嵌套）
2.2.8 變量模板與成員變量模板
2.2.9 別名模板與成員別名模板
2.2.10 模板模板參數
2.2.11 共用體模板（聯合模板）
2.3 類模板
2.3.類
2.3.函數
2.4 可變參模板
2.4.1 可變參函數模板
2.4.2 折疊表達式
2.4.3 可變參表達式
2.4.4 可變參類模板
2.5 多態在模板中的應用
2.6 模板的特殊繼承關繫
2.6.1 奇異（奇特）的遞歸模板模式
2.6.2 混入
2.7 模板代碼的組織結構與模板的顯式實例化和聲明
2.7.1 模板代碼的組織結構
2.7.2 模板的顯式實例化、模板聲明、代碼組織結構
第3章 模板進階知識
3.1 引用
3.1.1 類型區別的基本含義
3.1.2 基本認識
3.1.3 引用資格的剝奪與辨認
3.2 類型推斷
3.2.1 如何查看類型推斷結果
3.2.2 理解函數模板類型推斷
3.2.3 auto類型常規推斷
3.3 完美轉發
3.3.1 完美轉發的概念和步驟演繹
3.3.2 std::forward
3.3.3 普通參數的完美轉發
3.3.4 在構造函數模板中使用完美轉發範例
3.3.5 在可變參數模板中使用完美轉發範例
3.3.6 完美轉發失敗的情形一例
3.4 std::enable_if的使用
3.4.1 一個簡單範例
3.4.2 替換失敗並不是一個錯誤（SFINAE）
3.4.3 enable_if
3.5 類模板中可變參的逐步展開
3.5.1 myclasst繼承
3.5.2 myclasst...繼承
3.5.3 myclasst...繼承
3.5.4 myclasst...繼承
第4章 標準庫的典型內容
4.1 std::declval
4.1.1 基本概念和常規範例
4.1.2 std::declval返回右值引用類型的原因
4.1.3 推導函數返回值範例
4.2 std::true_type和std::false_type
4.3 std::void_t
4.3.1 源碼分析和常規範例
4.3.2 編譯器如何選擇泛化版本和特化版本
4.3.3 借助void_t和declval實現is_copy_assignable
4.3.4 綜合範例
4.4 std::conditional
4.5 std::function的實現
4.5.1 標準庫中的std::function
4.5.2 實現類似std::function的功能
4.6 std::remove_all_extents
4.7 std::integer_sequence
4.7.1 正向排列數字生成一個類型Integer_Sequence
4.7.2 逆向排列數字生成一個類型Integer_Sequence_Reverse
4.7.3 將一個數字重復多次生成一個類型Repeat_Integer
4.8 std::is_union、std::is_class和std::integral_constant
4.8.1 std::is_union
4.8.2 std::is_class
4.8.3 std::integral_constant
第5章 萃取技術與策略技術
5.1 萃取技術及固定萃取演示
5.1.1 一個常規範例
5.1.2 迭代器範例
5.1.3 通過容器（數組）類素類型範例
5.1.4 引用類型的移除和增加
5.1.5 const修飾符的移除
5.1.6 退化技術
5.2 萃取技術中的值萃取演示
5.2.1 一個常規範例
5.2.2 判斷是否為void類型的範例
5.2.3 判斷兩個類型是否相同
5.3 使用SFINAE特性的信息萃取
5.3.1 用成員函數重載實現is_default_constructible
5.3.2 用成員函數重載實現is_convertible
5.3.3 用成員函數重載實現is_class
5.3.4 用成員函數重載實現is_base_of
5.3.5 用類模板特化實現is_default_constructible
5.4 將trait類模板用作模板參數
5.5 策略技術中的算法策略
5.5.1 常規範例：普通策略類
5.5.2 常規範例：策略類模板
5.5.3 萃取技術與策略技術的比較
第編程
6.1 函數
6.1.1 術語
6.1函數
6.2編程
6.2.1 常規的計算點積範例
6.2.2編程計算點積
6.3 typelist實現（類型計算範例）
6.3.1 設計和基本操作接口（算法）
6.3.2 擴展操作接口（算法）
6.3.3 typelist的老式設計與typelist的思考
6.4 tuple實現
6.4.1 重要基礎知識回顧
6.4組基本概念、基礎代碼的設計和實現
6.4.3 操作接口（算法）
第7章 標準模板庫代碼
7.1 list容器的簡單實現
7.1.1 基礎代碼
7.1.2 素前的準備
7.1.3 素
7.1.4 釋放素所占用的內存
7.2 迭代器設計中的分類目的
7.2.1 迭代器的分類
7.2.2 迭代器分類目的詳述
7.3 一個典型算法—find_if的簡單實現

親愛的讀者，如果您讀完了筆者的《C 新經典》《C 新經典：對像模型》這兩本C 語言基礎的書籍，並希望走得更遠，那麼這本《C 新經典：模板與泛型編程》是筆者推薦給您的一本C 語言進階書籍，您可以根據自己的實際需要以及個人的發展志向決定是否需要購買並學習本書。
C 語言支持的程序設計方法
C 語言支持多種程序設計方法（編程方法），如面向過程編程、面向對像編程、模板與泛型編程（簡稱泛型編編程等編程也可以歸屬為泛型編程，編程用到的一些編程技巧相對特殊。
在日常編程中常用的首先是面向對像編程，通常要實現許多業務邏輯時，采用面向對像編程基本就夠了；其次是泛型編程，泛型編程具有獨特的特點，其中突出的特點就是在提高代碼復用性和減少代碼冗餘方面，不可替代。雖然泛型編程的學習難度相對較大，但是每個希望成為C 語言開發高手的人，都應該努力學好泛型編程知識。
泛型編程的英文是Generic Programming，簡稱GP。例如，讀者熟悉的C 標準庫、Boost庫都廣泛地使用泛型編程，甚至可以把C 標準庫（容器、分配器、迭代器、算法、函數對像、適配器）、Boost庫看作用泛型編程實現的商業作品。也有人把泛型編程看作由模板技術衍生出來的，這些觀點都普遍存在。
（1）泛型編程的含義：以獨立於任何特定類型的方式編寫代碼。
（2）泛型編程涉及的技術：模板技術是泛型編程的基礎，或者說泛型編程就是運用模板進行編程。
很多讀者都知道面向對像編程有三大特性：封裝、繼承與多態。但是不要把這種編程特性和思維帶到泛型編程中，泛型編程有很多獨特的編程方法，會讓您耳目一新。
本書介紹
本書面向希望繫統學習C 模板與泛型編程相關開發知識的中高級C 語言開發者，書中所講解的知識具備一定的難度。本書的編寫初衷是幫助讀者解決各種模板與泛型編程中的語法問題，以免讀者在閱讀他人所寫的泛型編程代碼（如C 標準庫代碼、Boost庫代碼）時磕磕絆絆，甚至進行不下去。此外，本書也會對一些比較有商業價值的源碼進行適當的分析和講解，以進一步提高讀者的實戰能力，讓讀者更好地利用模板與泛型編程技術編寫可復用的高質量代碼以及供第三方開發者使用的接口庫。
本書為在C 語言學習道路上有進取心、希望成長為高手的C 程序員所寫。如果您希望能夠通過閱讀諸如C 標準庫、Boost庫等源碼極大地提高自己的開發實力，寫出可高復用的代碼，甚至有志於寫出很棒的程序庫作品供第三方使用，那麼毫無疑問，本書將助您在泛型編程方面打下良好的基礎。
泛型編程方面的知識比較龐雜，C 新標準中也不斷增加很多新的語法規則，本書包含C 11/14/17標準方面的泛型編程知識。在講解的時候，筆者會以盡量講述常用的知識為目標，對一些偏難、怪且很少用到的知識不予涉獵，如果讀者有需要，可以自行根據實際情況完善自己的知識體繫。
模板與泛型編程方法雖然不如面向對像的程序設計方法常用，但作為一名C 開發者，在整個職業生涯中，總是需要拜讀一些大師的作品促進自己技術上的提升，而在這些作品中，模板與泛型編程方法是司空見慣的，如果沒有這方面的知識積累，就無法讀懂大師的作品。同時，在實際編程中，在提高代碼復用性和減少代碼冗餘方面，模板與泛型編程技術也一直有著不可替代的作用，這些都是應該學習好模板與泛型編程技術的重要原因。
本書具有以下比較明顯的特點。
（1）內容比較全面。有筆者前幾本“C 新經典”繫列書作為基礎，可以非常平滑地繼續進行本書的閱讀學習，不存在知識體繫斷裂導致學習者產生突兀、茫然之感。整本書無論是基礎知識，還是高級知識以及演示範例，所涉及的知識點都非常到位，非常全面。
（2）注重細節，注重基礎，把很多可能讓人覺得比較陌生但基礎性的知識以各種範例的形式展示出來，幫助讀者打下良好的深入學習基礎。
（3）講解難度適宜，範例由淺入深。讀者容易理解，容易消化，讀起來順暢沒有障礙。
（4）目前在國內，支持C 11/14/17標準的模板與泛型編程類書還非常少，一些同類書出版的時間大多在十幾年前，比較老舊，這給廣大渴望學習模板與泛型編程開發知識的讀者造成了很大的不便。而本書很好地彌補了目前國內缺少C 11/14/17標準發布後的“C 模板與泛型編程”類書的空白，是一本非常具有價值和意義的圖書。
本書共分為7章。
第1章為C 編程環境介紹，搭建C 編程環境並創建一個基本的能運行的C 程序，詳細介紹Visual Studio中程序的調試方法，為後續書中內容的正常講解鋪平道路。
第2章為模板基礎知識，涉及函數模板、類模板、變量模板、別名模板、可變參模板等諸多的基礎概念以及奇異的遞歸模板模式與混入模式兩種常用的編程手法。
第3章為模板進階知識，以引用概念作為講解起點，進一步介紹函數模板類型推斷和auto類型推斷的概念、完美轉發的概念和實現，通過對標準庫中std::enable_if編譯期的分支邏輯的講解引入SFINAE概念。
第4章為標準庫的典型內容，將介紹一些C 標準庫中典型且常用的函數模板、類模板、別名模板等功能組件及其實現細節，這些基礎組件在模板與泛型編程中會被頻繁使用。
第5章為萃取技術與策略技術。用萃取技術和策略技術生成的諸多模板廣泛分布於C 標準庫中，為程序人員的開發工作提供了極大的方便。第5章將通過諸多範例展示這兩種技術在模板與泛型編程中的實際運用。
第編程的主要目的在於將各種計算從運行期提前至編譯期進行，以實現程序運行時的性能提升，是一種增加程序的編譯時間從而減少程序運行時間的一種編程技術。第6章會以兩個經典的範例—typelist（類型列表）和tup組編程的代碼編寫手法，使編程能夠達到的效果有比較深刻的認識。
第7章為標準模板庫代碼，通過模板與泛型編程技術編寫標準模板庫（STL）中list容器以及配套迭代器的源碼，讓讀者對這類核心的STL部件實現機制有更深刻的了解。本章還會對容器中迭代器分類目的進行剖析，後，通過講解一個算法—find_if的實現源碼讓讀者掌握如何將可調用對像當作算法中的參數使用。
在成書的過程中，筆者參考了大量C 經典著作，並盡努力通過網絡尋找一切對本書的書寫有用的資料，通過已有認知進行精挑細選並認真實踐，做到了既不遺漏重要的知識點，又不去涉及太復雜需要耗費相當心力去研究的各種代碼片段（功能組件），這種代碼片段更適合讀者日後在有興趣和必要的情況下慢慢研究。筆者的心願是通過自己的表達把這些知識更通俗地傳達給讀者，可能讓讀者隻花費1/5甚至1/10的精力就能獲得相同的知識，讓讀者能夠憑借本書入門C 模板與泛型編程，有了這樣的基礎，後面的自我提升就是“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”了。筆者為本書的編寫付出了數月的時間和極大的心血。在這裡，筆者發自內心地感謝諸多C/C 前輩在這個行業中多年的耕耘及對知識的積累和傳播的貢獻，感謝他們的奉獻。
需要的基礎知識
閱讀本書，需要讀者對C 基礎編程知識有不錯的掌握，建議有1~2年使用C 編程的經驗，對STL應該有一定的使用能力，對C 11/14/17標準有一定的了解。當然，還希望讀者對C 基礎的模板編程知識有一些掌握，知道基礎的函數模板和類模板如何書寫。但如果讀者對模板編程一無所知，甚至連見都未見過，此時建議先閱讀筆者所著的《C 新經典》一書的“模板與泛型”一章。《C 新經典》是一本超值的書，可能會超出您的期待，希望您能夠擁有！
閱讀建議
在學習本書的過程中，筆者一如既往地提醒您：本節的內容沒學明白，絕不可以往下學。初學者往往認為C語言中的指針比較難學，而對於一名經驗比較豐富的C 程序員，學習模板與泛型編程隻會比初學者面對指針的難度更高。本書的內容非常連貫，一旦某節沒學明白，後續就根本無法學會。基礎差的讀者，一節課反復學習3～5遍甚至8～10遍，哪怕學習時間再加長數倍，也一定要在弄懂當前課程的條件下再繼續下一節的學習。
在閱讀過程中，讀者一定要動起手來，書中的內容和代碼都要親自實踐驗證，並且都要保證驗證成功，學習中遇到任何困難，都可以及時找作者或其他讀者溝通。切記，動手實踐的步驟，是向自己的大腦中深入鐫刻真正知識的步驟，一旦缺少這個步驟，記憶就會不深，掌握的知識就會不牢，必然會自食苦果。
運行環境
本書的範例全部在Windows操作繫統下的Visual Studio 2019集成開發環境下調試通過（需要開啟編譯器對C 17標準的支持）。之所以選擇這個平臺環境，是因為它對開發者相當友好，開發和調試程序特別方便，尤其對初學者，極大地降低了學習難度。
書中也詳細闡述了在Windows操作繫統下安裝Visual Studio 2019的過程。因為書中講解的內容涉及對C 11/14/17標準語法的支持，所以如果是在Windows操作繫統下進行程序開發，硬性要求讀者使用的Visual Studio集成開發環境版本不低於Visual Studio 2017。
對於在Linux下從事C/C 開發的讀者，隻要C/C 編譯器支持C 11/14/17標準語法，就完全沒有問題，但記得要增加支持C 新標準的編譯選項（如g -std=c 17等），書中的範例都可以跨操作繫統平臺運行。
資料獲取
本書有完整的配套學習資料（源碼），讀者可以免費獲取，獲取方法如下。
（1）查找並關注“程序員速成”微信公眾號。
（2）在微信公眾號中，發送“模板”二字，就可以獲得配套學習資料下載鏈接。
致謝
近20年前，筆者寫過一本《Crystal Reports水晶報表設計與開發實務》，這本書的撰寫實在是太辛苦，通宵達旦，熬了3個多月，每天大概要寫到凌晨3點纔能休息。書籍完成後，筆者整個人瘦了好幾圈。
雖然書籍有一定的銷量，但是感覺與付出不成比例。所以，從那時開始，筆者就暗下決心，從此以後再也不寫書了。
人算不如天算，2018年下半年，筆者通過網絡陸續發布一些C/C 類網絡課程。讓人意外的是，這些課程獲得了學員極好的評價，隱隱有超越市面上絕大多數C/C 類課程的趨勢。在這個時候，清華大學出版社盛東亮編輯找到筆者，希望筆者能夠寫一本優質的C/C 類書籍。
因為多年前出書的辛勞產生的心理陰影，筆者當時本能地拒絕了寫書這件事，但從此在筆者的心裡卻埋下了一顆寫書的種子。
幾個月之後，筆者終於想通了寫書這件事，有兩點好處。
（1）幫助更多的讀者掌握更多的C 開發知識，為社會盡一點自己的微薄之力，做一個對社會有用的人。
（2）擴大一下自身的知名度，增加自身的收入，畢竟，筆者也需要掙更多的錢養家，通過自己的勞動賺取收入，這是光榮的。
當筆者把出書的想法說給盛東亮編輯聽的時候，他非常高興並與筆者做了深入的溝通，我們二人年紀相仿，聊得很投機，在寫書這件事情上觀點也非常一致—希望這是一本高質量的、經典的C 書籍，是一本可以擺在書架上10年甚至20年的書籍，如果僅讓讀者選2～3本好的C 書籍，這必定是其中一本。我相信，讀者從書名也能感受到我們對這本書的期盼。
在本書的出版過程中，盛東亮編輯給予了筆者相當大的支持與鼓勵，甚至可以說，如果不是他當初的接洽，如果不是後續順暢愉快的交流，如果不是許多實際的工作都能在短的時間敲定並逐一落實，這本書也許根本不會出現在讀者面前。所以，這份感謝，筆者要送給您—盛東亮編輯。
C 語言知識體繫龐雜，而C 模板與泛型編程又是具有一定深度和難度的知識，由於水平所限，雖然筆者盡心盡力，但書中疏漏之處在所難免，懇請各位讀者不吝指教。
王健偉