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C++ 模板元编程（Template Metaprogramming, TMP）是一种在编译期间执行计算的技术，它主要依赖于 C++ 的模板系统。TMP 可以让我们编写在编译期间展开的代码，从而提高运行时性能。要实现编译期计算，你可以遵循以下步骤：
- 使用递归模板：递归模板是 TMP 的核心概念。通过递归调用模板，我们可以在编译期间进行计算。当编译器遇到递归终止条件时，它会展开模板并计算结果。
- 编译期常量：C++11 引入了
constexpr关键字，允许在编译期间声明常量。这可以用于存储递归模板计算的结果，从而避免在运行时进行计算。 - 类型操作：TMP 提供了许多类型操作，如类型萃取（type trait）、静态断言（static_assert）等，以在编译期间检查和操作类型。这些操作可以帮助你构建复杂的编译期计算。
- 递归终止条件：为了确保递归模板能够终止，你需要提供一个或多个递归终止条件。这些终止条件通常是基于编译期常量的比较，以确保计算在有限的步骤内完成。
- 使用
constexpr函数：从 C++11 开始，你可以使用constexpr关键字声明函数，这些函数可以在编译期间被调用。这可以用于封装递归模板计算，从而提高代码的可读性和可维护性。
下面是一个简单的 C++ 模板元编程示例，用于计算阶乘：
#include <iostream> // 递归终止条件：0! = 1 和 1! = 1 template<int N> struct Factorial { enum { value = N * Factorial<N - 1>::value }; }; template<> struct Factorial<0> { enum { value = 1 }; }; int main() { // 在编译期间计算 5! constexpr int result = Factorial<5>::value; std::cout << "5! = " << result << std::endl; // 输出：5! = 120 return 0; } 在这个示例中，我们定义了一个名为 Factorial 的模板结构体，它使用递归模板在编译期间计算阶乘。我们还为递归提供了终止条件，即 Factorial<0>。最后，在 main 函数中，我们使用 constexpr 关键字声明了一个名为 result 的编译期常量，用于存储 Factorial<5>::value 的计算结果。
