條款41：了解隱式接口和編譯多態

• 顯示接口：在源碼中可以找到明確可見的函數接口。
  

- 隱式接口：不是基于函數簽名式，而是有效表達式組成的接口。如下圖，函數接口最終實例化成什么函數和模板參數T有關，在代碼編譯之前是不確定的。

• 運行期多態：在運行期虛函數指針根據指向對象確定哪一個虛函數該被綁定調用。
• 編譯期多態：在編譯期以不同的模板參數具現化會導致調用不同的函數。
• 對classes而言接口是顯式的(explicit),以函數簽名為中心。多態則是通過 virtual函數發生于運行期。
• 對template參數而言，接口是隱式的（implicit），奠基于有效表達式。多態則是通過template具現化和函數重載解析(function overloading resolution）發生于編譯期。

條款42：了解typename的雙重意義

• 當聲明template類型參數時，class和typename意義完全相同。建議使用typename。
• template內出現的名稱如果相依于某個template參數，稱之為從屬名稱（dependent names）。如果從屬名稱在 class內呈嵌套狀，我們稱它為嵌套從屬名稱(nested dependent name）。
• 當嵌套從屬名稱表示一個類型時，需要加上typename前綴，表示是一個類型，也叫做嵌套從屬類型名稱；如果不加typename前綴，默認這個嵌套從屬名稱是一個非類型（例如某個類的靜態成員變量C::value）。
  
  
• “typename必須作為嵌套從屬類型名稱的前綴詞”這一規則的例外是，**typename不可以出現在base classes list內的嵌套從屬類型名稱之前，也不可在member initialization list（成員初值列）中作為base class修飾符。**例如:
  
• 對于冗長的嵌套從屬類型名稱可用typedef簡化：
  

條款43：學習處理模板化基類內的名稱

• C++拒絕這個調用的原因:它知道base class templates有可能被特化，而那個特化版本可能不提供和一般性 template相同的接口。因此它往往拒絕在 templatized base classes(模板化基類，本例的MsgSender）內尋找繼承而來的名稱（本例的 sendClear）。實例化前編譯器不進入base class作用域內查找。就某種意義而言，當我們從Object Oriented C++跨進Template C++,繼承就不像以前那般暢行無阻了。
  

• 解決方法統一思路：對編譯器承諾“base class template的任何特化版本都將支持其一般（泛化)版本所提供的接口”。

• 解決方法1：在base class 函數調用動作之前加上“this->”：
  

• 解決方法2：使用using聲明式提前聲明模板基類函數：
  

• 解決方法3（不推薦）：明確指出調用的函數位于模板基類里。若調用的是virtual函數，這種明確修飾會關閉“virtual綁定行為”（只會調用基類的虛函數，而不會調用繼承類中對應重寫的虛函數）：
  

• 編譯器的診斷時間可能發生在早期(當解析derived class template 的定義式時)，也可能發生在晚期(當那些templates被特定之template 實參具現化時)。C++的政策是寧愿較早診斷，這就是為什么“當base classes 從templates中被具現化時”
  它假設它對那些baseclasses的內容毫無所悉的緣故。

條款44：將與參數無關的代碼抽離templates

• 模板代碼膨脹：其二進制碼帶著重復(或幾乎重復)的代碼、數據，或兩者。其結果有可能源碼看起來合身而整齊，但目標碼(object code) 卻不是那么回事。
• Templates生成多個classes和多個函數,所以任何template代碼都不該與某個造成膨脹的template參數產生相依關系。
• 因非類型模板參數(non- type template parameters) 而造成的代碼膨脹，往往可消除，做法是以函數參數或class成員變量替換template參數。
• 因類型參數(type parameters)而造成的代碼膨脹，往往可降低，做法是讓帶有完全相同二進制表述( binary representations)的具現類型( instantiation types)共享實現碼。
• 有時愈是嘗試精密的做法，事情變得愈是復雜。從某個角度看，一點點代碼重復反倒看起來有點幸運了。需要在具體不同平臺進行衡量。

條款45：運用成員函數模板接受所有兼容類型

• 以智能指針是“行為像指針”的對象，討論如何實現成員函數模板用于接受所有兼容類型，泛化智能指針操作類似指針操作。
• 通過成員函數模板建立一個泛化的copy構造函數，使得該拷貝構造函數可以支持智能指針隱式轉換。這個行為只有當“存在某個隱式轉換可將-一個U指針轉為-一個T指針”時才能通過編譯，而那正是我們想要的。這個構造函數只在其所獲得的實參隸屬適當(兼容)類型時才通過編譯：
  
• 通過成員函數模板建立一個泛化的賦值操作“=”函數。下圖所有構造函數都是explicit， 惟有“泛化copy構造函數”除外。那意味從某個shared_ ptr 類型隱式轉換至另一個shared ptr 類型是被允許的，但從某個內置指針或從其他智能指針類型進行隱式轉換則不被認可(如果是顯式轉換如cast強制轉型動作倒是可以)。
  
• member templates 并不改變語言規則，而語言規則說，如果程序需要一個copy構造函數，你卻沒有聲明它，編譯器會為你暗自生成一個。 在class內聲明泛化copy構造函數(是個member template)并不會阻止編譯器生成它們自己的copy構造函數(一個non-template)，所以如果你想要控制copy構造的方方面面，你必須同時聲明泛化copy構造函數和“正常的”copy構造函數。相同規則也適用于賦值( assignment)操作。
  

條款46：需要類型轉換時請為模板定義非成員函數

• 模板中，根據實參推導模板參數類型時不支持隱式類型轉換推導。如果一個模板類中，模板內的函數需要參數類型轉換，成員函數無法做到。函數參數隱式類型轉換之前需要確定該函數存在，而實例化之前成員函數并不存在。
• 可在模板類內中采用friend函數聲明和定義，使其聲明跟隨模板類一起實例化，之后再調用的時候就可以自動找到該函數的聲明，進行隱式類型轉換（下圖中可在*重載中輸入int類型數據，使其隱式調用Rational的int類型構造函數，隱式轉換為Rational<int>）。
  
• 由于定義于class內中的函數暗自成為inline，可采用class內中friend函數啥也不干，只調用一個外部輔助函數即可，減小inline聲明所帶來的沖擊。
  

條款47：請使用traits classes表現類型信息

• STL中迭代器可分為五類,繼承關系如下圖:
  (1). Input 迭代器，只能一步一步向前移動，只能讀取內容，且僅讀取一次。
  (2). Output 迭代器，只能一步一步向前移動，只能寫入內容，且僅寫入一次。
  (3). Forward 迭代器，只能一步一步向前移動，可讀可寫多次。
  (4). Bidirectianol 迭代器，只能一步一步向前或向后移動，可讀可寫多次。
  (5). Random Access 迭代器，可以在常量時間以任意步數向前或向后移動，可讀可寫多次。

• Traits是一種技術,也是一個C++程序員共同遵守的協議。它對內置類型和用戶自定義類型的表現必須一樣好。

• Traits設計實現流程（例子是實現advance模板函數，可以接受各種類型的迭代器進行移動）：
  -（1）確認若干你希望將來可取得的類型信息；
  -（2）為該信息選一個名稱；
  
  -（3）提供一個template和一組特例化版本（ 例特例化內置指針類型）：
  
  

• Traits classes使得“類型相關信息”在編譯期可用。它們以templates和“templates特化”完成實現。整合重載技術( overloading) 后，traitsclasses有可能在編譯期對類型執行if…else測試。（上述advance中有類型條件判單，是在運行期執行，可采用重載技術使其在編譯期進行，僅在advance函數中調用重載函數即可，如下圖）。
  

• 如何使用一個traits class:
  （1）建立一組重載函數 (身份像勞工)或函數模板(例如doAdvance) ，彼此間的差異只在于各自的traits參數。令每個函數實現碼與其接受之traits信息相應和。.
  （2）建立一個控制函數 (身份像工頭)或函數模板(例如advance) ，它調用上述那些“勞工函數”并傳遞traits class所提供的信息。

條款48：認識模板元編程

• Template metaprogramming (TMP,模板元編程)可將工作由運行期移往編譯期，因而得以實現早期錯誤偵測和更高的執行效率。
• TMP可被用來生成“基于政策選擇組合”的客戶定制代碼，也可用來避免生成對某些特殊類型并不適合的代碼。
• 由于template metaprograms執行于C++編譯期，因此可將工作從運行期轉移到編譯期。這導致的一個結果是，某些錯誤原本通常在運行期才能偵測到,現在可在編譯期找出來。另一一個結果是,使用TMP的C++程序可能在每一方面都更高效：較小的可執行文件、較短的運行期、較少的內存需求。然而將工作從運行期移轉至編譯期的另一個結果是，編譯時間變長了。
• TMP中if…else…可通過模板函數重載實現；TMP循環結構可使用遞歸；TMP遞歸涉及遞歸模板具現化，如下圖計算階乘：