C++模板元编程能干啥

C++模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）是一种在编译期间执行计算的技术，它利用C++的模板系统来实现。TMP的主要优点是可以生成高效的代码，因为它在编译期间就完成了大部分的工作。TMP可以用于以下场景：

1. 类型操作：TMP可以用于在编译期间获取类型的属性，例如判断一个类型是否为整数、浮点数或者类类型等。

   template <typename T>
   struct is_integral {
       static const bool value = false;
   };
   
   template <>
   struct is_integral<int> {
       static const bool value = true;
   };
   

2. 常量计算：TMP可以在编译期间计算常量表达式，从而提高运行时性能。

   template <int N>
   struct factorial {
       enum { value = N * factorial<N - 1>::value };
   };
   
   template <>
   struct factorial<0> {
       enum { value = 1 };
   };
   

3. 算法优化：TMP可以用于实现一些在编译期间就可以完成的算法，从而减少运行时的计算量。

   template <typename InputIt, typename OutputIt>
   OutputIt copy(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first) {
       while (first != last) {
           *d_first++ = *first++;
       }
       return d_first;
   }
   

4. 元函数：TMP可以用于实现元函数，即可以在编译期间执行计算的函数。元函数可以用来生成其他模板或者实现一些编译期间的逻辑。

   template <typename T>
   struct add_const {
       typedef const T type;
   };
   
   template <typename T>
   struct add_const<T&> {
       typedef const T& type;
   };
   
   template <typename T>
   struct add_const<T&&> {
       typedef const T&& type;
   };
   

5. 编译时断言：TMP可以用于在编译期间进行断言检查，从而确保程序的正确性。

   template <typename T>
   struct has_foo {
       private:
           template <typename U, U>
           struct check {};
   
           template <typename C>
           static std::true_type test(check<void (C::*)(), &C::foo>*);
   
           template <typename C>
           static std::false_type test(...);
   
       public:
           static constexpr bool value = decltype(test<T>(nullptr))::value;
   };
   

总之，C++模板元编程可以在编译期间完成许多任务，从而提高程序的性能和正确性。然而，TMP的学习曲线较陡峭，且可能导致代码难以理解和维护。因此，在使用TMP时，需要权衡其优缺点。