恕我直言，哎呀，设计模式很有意义，我已经能够实际应用它们。
但是当谈到现代 C++ 类型的“通用编程/元编程”时，我感到很困惑。
-- 它是一种新的编程/设计范式吗？
-- 是否仅限于“库开发”？如果不是，哪些设计/编码情况需要使用元编程/通用编程。
-- 使用模板是否意味着我在进行泛型编程？
我在这个主题上搜索了很多，但没有完全掌握大局。 另请参阅此post。
在阅读了这里的讨论之后，到目前为止，我确信（可能仍然不正确）：
a) 通用编程和元编程是两个不同的概念。
【问题讨论】：
标签： c++ templates metaprogramming generic-programming
元编程是一个非常奇特的话题。了解它很有趣，它是一个强大的工具，有时您可能会发现它很有用。但它永远不会是您工具箱中最常用的工具。有时，您可能希望您的代码作用于一系列具有不同属性的不相关类型，这就是元编程的用武之地。通过一些技巧，您可以编写一个函数的重载，该函数仅在参数类型是整数时才可用，或者如果它是一个指针，或者它是 X、Y 或 Z 类型（可能忽略 Z 上的常量）。
本质上是使用类型进行编程。通常，您的程序可以执行诸如取两个数字并产生第三个数字之类的操作，或者告诉您一个数字是否满足某些要求。元编程可以采用两种类型并产生第三种类型，或者告诉您一种类型是否满足某些要求。是的，它可能在图书馆开发中最有用。但话又说回来，大多数代码可以被认为是库代码。您可以说 main() 函数之外的所有内容都是库代码。
通常，如果您想通过元编程解决问题，您可能需要使用相关的 boost 库来完成繁重的工作。 Boost.TypeTraits 当然还有 Boost.Mpl 可以真正为你简化事情。但这不是你需要知道的东西，也不是你可能经常需要的东西。
泛型编程是相关的（在某些情况下，可能会在底层使用元编程来变得真正泛型，例如，标准库使用元编程将原始指针转换为有效的迭代器，这是“迭代器”概念所必需的是通用的），但并不完全相同。而且使用范围更广。
每次实例化std::vector 时，都会使用泛型编程。每次您使用一对迭代器来处理一系列值时，您就使用了泛型编程。泛型编程就是你的代码应该尽可能通用，并且无论放入什么类型都应该工作。 std::vector 不需要包含的类型来实现“ICanBeContained”接口（请记住 Java 是如何要求所有内容都从 Object 派生以便将其存储在容器类中？这意味着原始类型被装箱，并且我们失去了类型安全。这不是通用的，而且是毫无意义的限制。）
使用迭代器迭代序列的代码是通用的，并且适用于任何类型的迭代器，甚至可以使用普通指针。
泛型编程非常有用，通常可以在很大程度上替代 OOP。 （见上面的例子。如果我能避免这个限制，我为什么要编写一个需要包含的类型来实现接口的容器？）
通常，当您在 OOP 中使用接口时，不允许类型在运行时更改（当然这种情况有时也会发生），而是允许您在编译时交换另一种类型（也许在测试期间注入一个模拟对象，而不是使用成熟的实现），或者只是为了解耦两个类。通用编程可以做到这一点，而无需您进行定义和维护接口的繁琐工作。在这些情况下，泛型编程意味着您必须编写和维护更少的代码，并且您可以获得更好的性能和更好的类型安全性。所以，是的，你绝对应该对泛型编程感到宾至如归。 C++ 不是一个很好的 OOP 语言。如果您想严格遵守 OOP，则应该切换到 Java 或其他更偏向于 OOP 的语言。 C++ 允许您编写 OO 代码，但它通常不是最佳解决方案。几乎整个标准库都依赖于泛型编程，而不是 OOP，这是有原因的。标准库中几乎没有继承或多态性。他们不需要它，没有它，代码变得更简单易用，更强大。
要回答您的其他问题，是的，通用编程几乎是一个独立的范例。模板元编程不是。它是一种用于操作类型系统的相当具体的技术，并且非常擅长解决少数问题。要被认为是一种范式，我认为它必须更普遍有用，并且您可以使用基本上一切的方法，例如函数式、OO 或泛型编程。
我认为 xtofl 确实做到了：泛型编程就是让您的代码不识别类型。 （std::vector 不关心，或者需要知道其中存储了什么类型。它只是工作。）
另一方面，元编程是关于类型计算的。给定类型 T0 和 T1，我们可以定义一个类型 T2，就像我们可以这样，给定整数 N0 和 N1，我们可以定义一个 N2，它是 N0 和 N1 的和。
Boost.Mpl 库有一个明显的例子。 在您的正常代码中，如果您有整数 N0、N1 和 N2，您可以创建一个包含这三个值的 std::vector。然后我可以使用其他算法来计算索引，然后提取存储在向量中该位置的值。
给定类型 T0、T1 和 T2，我们可以创建一个包含这三个类型的 mpl::vector。 我现在可以使用其他算法在编译时计算索引，并提取存储在向量中该位置的 type。
【讨论】：
您确实必须区分泛型编程（有点不知道类型）和元编程，后者是在类型系统中进行计算的完全合法的方式。
泛型编程非常在您发现大量代码中的可泛化模式时非常有用。如果模式的差异不仅在于变量值，还在于不同的类型，泛型编程对于重构代码很有用。
元编程适用于完全不同的领域。确实，该领域非常新，需要您自己进行一些探索。它也是有趣的！
Traits/Policy 概念是一种非常有用且常见的元编程模式。
【讨论】：
C++ 模板元编程是一种强大的代码混淆技术，适用于一系列应用程序：
另一种情况：
“通用编程”（想想 STL 容器、auto_ptrs 等）之间的区别，这是 C++ 模板旨在完成的功能和“模板元编程”（使用模板系统让编译器有效地“运行算法”）你）很重要。
我完全赞成第一个，但很难看到后者在现实世界中的好处。
【讨论】：
对于高级模板和技术，我推荐：Modern C++ Design，作者 Andrei Alexandrescu
C++ 是一门严格的语言，几乎没有运行时自省功能。很多你会遇到的麻烦都可以通过模板来解决。此外，模板语言是图灵完备的，因此可以生成复杂的数据结构并在编译时预先计算值等。 在许多情况下，它可能比它值得的麻烦更多。
【讨论】：
一个尚未给出的答案：尽管泛型编程和元编程确实是彼此完全不同的技术，但它们都旨在解决（本质上）相同的问题：如何摆脱样板。这些也体现在软件工程原则的两个首字母缩写词中：DRY (don't repeat yourself) and DIE (duplication is evil)。这是Occam's Razor 的现代改写，即“实体不得在必要时相乘”（entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem）。 [谁知道 14 世纪的逻辑学家可以想出对 21 世纪软件设计有用的东西？]。
无论如何，这两种技术的重点是找到将“几乎相同”的代码统一为单个参数化代码的方法。在元编程案例中，您正在使用代码生成，因此该技术涉及专门化一段通用代码（也称为模板，或更一般地说是代码生成函数）到特定案例。在泛型编程案例中，您尝试使用类型系统来识别不同的代码段是“相同的”，然后使用基于类型的分派进行专门化。
事实证明，这两种技术甚至可以一起使用来做一些花哨的事情。有关此示例，请参阅 Multi-stage programming with functors and monads: eliminating abstraction overhead from generic code。但如果你觉得 STL 很吓人的话，还是别看了……
【讨论】：
时间：
模板元编程是一种编写由编译器解释的程序的方法。它是更高的抽象级别。你可以用它做各种奇怪和时髦的事情。 boost 库包含许多示例：
为什么：
这很酷。你可以打动你的约会对象（也许）。
【讨论】：
当你还有很长的时间想要to play时。
当您需要提升算法并且不希望虚拟函数调用产生开销时，您可以将运行时绑定替换为编译时绑定。
【讨论】：
简单示例：
template<typename T>
void
swap(T& var1, T& var2)
{
T var3 = var1;
var1 = var2;
var2 = var3;
}
int a = 2;
int b = 3;
swap(a, b);
float c = 400.0f;
float d = 500.0f;
swap(c, d);
交换具有相同类型的 2 个变量的值。
使用模板，我们避免显式地为各种类型的组合创建函数，如下所示：
void
swap(int& var1, int& var2)
{
int var3 = var1;
var1 = var2;
var2 = var3;
}
void
swap(float& var1, float& var2)
{
float var3 = var1;
var1 = var2;
var2 = var3;
}
上述函数将由编译器自动创建，在我的示例中，如果在代码中的某处使用 int 或 float 变量调用 swap()。
【讨论】：
我认为，如果您不是库开发人员，那么最好忘记模板元编程。我相信，它在生产代码中毫无用处，带来更多问题，然后是好处：“一旦你开始使用它，你就会失去与这个解决方案相关的灵活性。在你之后很难摆脱模板编译的代码开始使用它。这是一个问题，因为模板不够灵活。
附：当然我不是指模板容器、交换，...而是类似 Alexandrescu 的代码
【讨论】：