C++ template 如何使用，有和好处，请给出具体的C++代码举例

C++模板是一种强大的特性，它允许程序员编写通用的函数和数据结构，可以适应多种类型的输入。模板通过类型参数化，使得代码一次编写，多次重用，提高了代码的复用性和灵活性。

**使用示例**：
假设我们想创建一个计算两个数相加的函数，不管这两个数是什么类型：

template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

在这个例子中，`T`是一个类型参数，它可以是任何基本类型如int、float，也可以是自定义类型。当我们调用这个函数时，例如 `add(5, 3)` 或 `add(3.14, 2.71)`，编译器会自动替换`T`为相应的类型。

**好处**：
1. **泛型编程**：模板使得函数或类可以处理不同类型的数据，无需为每种类型分别编写代码。
2. **减少冗余**：避免了重复编写相同的代码，提高编码效率。
3. **灵活性**：模板可以用于创建算法、容器等，支持复杂的数据结构和操作。

**相关问题--**:
1. C++模板有哪些常见的用法？
2. 使用模板时如何防止二义性（ambiguity）？
3. C++模板何时会出现编译错误？

相关问题

C++ template 如何使用自定义类，请给出具体的C++代码举例

C++模板是一种强大的特性，它允许你在编写通用代码的同时处理不同类型的数据。当你需要创建一个函数或类，其设计可以应用于多种数据类型，而无需为每种类型单独编写一次，这时就可以使用模板。对于使用自定义类的模板，你可以定义一个模板类，然后实例化该模板。

例如，假设有一个简单的`Vector`类，我们想创建一个模板`Sum`类，用于计算不同类型的`Vector`对象元素之和。首先，我们定义`Vector`类：

template <typename T>
class Vector {
public:
    Vector(size_t size) : elements(new T[size]) {}
    ~Vector() { delete[] elements; }

    T& operator[](size_t index) { return elements[index]; }
    const T& operator[](size_t index) const { return elements[index]; }

private:
    T* elements;
};

然后，我们可以定义`Sum`类模板，接受一个`Vector`作为参数：

template <typename T>
class Sum {
public:
    Sum(const Vector<T>& vec) : vector(vec) {}

    T sum() {
        T result = 0;
        for (const auto& value : vector) {
            result += value;
        }
        return result;
    }

private:
    const Vector<T>& vector;
};

现在我们可以实例化`Sum`模板来使用自定义`Vector`：

int main() {
    // 实例化一个整数向量
    Vector<int> intVec(5);
    for (int i = 0; i < intVec.size(); ++i)
        intVec[i] = i;

    // 实例化一个浮点数向量
    Vector<double> doubleVec(5);
    for (double& d : doubleVec)
        d = static_cast<double>(i);

    // 使用模板计算向量的和
    Sum<int> intSum(intVec);
    Sum<double> doubleSum(doubleVec);

    std::cout << "Sum of integers: " << intSum.sum() << "\n";
    std::cout << "Sum of doubles: " << doubleSum.sum() << "\n";

    return 0;
}

在这个例子中，`Sum`模板可以根据传入的不同类型`Vector`实例化，并且可以对它们各自的元素求和。

C++ 线程池 代码举例

代码总共分两部分：ThreadPool.h和example.cpp。这个线程池的实现基于C++11版本以上，可以添加各种类型的线程任务，并且能够获得任务的返回值。下面是一个代码举例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <thread>
#include <vector>
#include <queue>
#include <future>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t numThreads) : stop(false) {
        for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) {
            workers.emplace_back(
                [this] {
                    for (;;) {
                        std::function<void()> task;
                        {
                            std::unique_lock<std::mutex> lock(this->queueMutex);
                            this->condition.wait(lock, [this] { return this->stop || !this->tasks.empty(); });
                            if (this->stop && this->tasks.empty()) {
                                return;
                            }
                            task = std::move(this->tasks.front());
                            this->tasks.pop();
                        }
                        task();
                    }
                }
            );
        }
    }

    template<typename F, typename... Args>
    auto enqueue(F&& f, Args&&... args) -> std::future<typename std::result_of<F(Args...)>::type> {
        using returnType = typename std::result_of<F(Args...)>::type;
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<returnType()>>(
            std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)
        );
        std::future<returnType> result = task->get_future();
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
            if (stop) {
                throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");
            }
            tasks.emplace([task]() { (*task)(); });
        }
        condition.notify_one();
        return result;
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (std::thread& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

private:
    std::vector<std::thread> workers;
    std::queue<std::function<void()>> tasks;
    std::mutex queueMutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop;
};

int main() {
    ThreadPool pool(4);

    std::vector<std::future<int>> results;

    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        results.emplace_back(
            pool.enqueue([i] {
                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
                return i * i;
            })
        );
    }

    for (auto&& result : results) {
        std::cout << result.get() << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

此代码使用了C++11的多线程功能，通过使用std::packaged_task和std::future获取任务的返回值，并使用std::function封装任务。线程池的大小可以通过构造函数参数进行指定。在主函数中，我们向线程池中添加了8个任务，并通过std::future获取了每个任务的返回值，并输出到控制台。