模板與泛型程式設計（templates and generic programming）

假設你寫了個求兩個 int 最大值的函式，現在你想要同樣的邏輯用在 double、字串、你自己的型別上。在 C 裡你可能會複製貼上，或改用 void* 而失去型別安全。C++ 模板讓你把程式碼寫一次，把型別留成待填的空白，編譯器則為你實際用到的每個型別蓋印出具體、經過完整型別檢查的版本。這就是泛型程式設計：以「某個型別 T」而非固定型別來書寫的演算法與資料結構。

模板是個食譜，本身不是程式碼。當你寫 template<class T> T max(T a, T b) {...} 時什麼都還沒被編譯；只有當你呼叫 max(3, 4) 時，編譯器才進行實例化（instantiation）——它代入 T = int 並產生一個真正的 max<int> 函式，然後對它做型別檢查。用 double 呼叫它，它就產生一個分開的 max<double>。你也可以寫特殊化（specialization）：為某個特定型別手工調校的模板版本，編譯器會偏好它勝過通用食譜。模板作用於型別與編譯期常數值，而 std::vector、std::unique_ptr 與幾乎整個標準函式庫都是這樣寫成的——一個本體變成許多具體型別。

為何重要：模板給你泛型程式碼的抽象，搭配手寫、特定型別程式碼的速度，因為代入完全發生在編譯期——這是零開銷原則的支柱之一，有時稱為單型化（monomorphization）。誠實的代價：每個相異的實例化都產生分開的機器碼，可能讓二進位檔膨脹；模板編譯緩慢；而模板的錯誤訊息以冗長著稱，因為失敗常浮現在所產生程式碼的深處，而非你的呼叫處。Concepts（C++20）的加入很大程度上就是為了讓那些錯誤說出你究竟做錯了什麼。