Шаблоны — обобщённое программирование

ООП решает повторное использование через наследование и интерфейсы — но только в пределах иерархии типов. Шаблоны решают другую задачу: параметризованный код, который компилятор конкретизирует под каждый нужный тип. Алгоритм пишется один раз — компилятор генерирует версии под int, std::string, любой пользовательский тип. Проверка типов — compile-time, накладных расходов в runtime нет.

C++-шаблоны — это полноценная система типов, не текстовый макрос. Компилятор проверяет корректность, выводит типы, применяет overload resolution и ADL, выбирает наиболее специфичную специализацию, и (с C++20) проверяет concept-ограничения. Кандидат на собеседовании, путающий substitution failure с hard error или считающий шаблоны «умными макросами», в лучшем случае попадает в junior+.

Карта темы

• Базовый шаблон — шаблонные функции и классы, header-only правило.
• Инстанцирование — implicit/explicit, extern template, template bloat.
• Специализация — полная и частичная; почему partial-spec нет для функций.
• Дополнительные возможности — NTTP, template-template параметры, дефолтные аргументы.
• Variadic-шаблоны — typename..., sizeof..., рекурсивная распаковка.
• Раскрытие пакета — оператор ... и fold expressions.
• Вывод типов — argument deduction, decltype, auto, CTAD.
• SFINAE — substitution failure, enable_if, void_t, immediate context.
• Концепты (C++20) — именованные ограничения, requires-выражения.
• Static polymorphism / CRTP — диспетчеризация без vtable.
• constexpr-метапрограммирование — constexpr, consteval, if constexpr, constinit.
• Зависимые имена — typename, template, two-phase lookup.

Частые ошибки и ловушки

Значение для собеседований

Шаблоны — одна из самых частых глубоких тем на позициях middle и senior C++. Интервьюер проверяет понимание механизмов, а не знание синтаксиса.

Что конкретно проверяют:

• Template argument deduction — почему max(3, 3.14) не компилируется, как исправить.
• Инстанцирование и header-only правило; ODR и extern template для контроля времени компиляции.
• Разница полной и частичной специализации; почему partial-spec нет для функций.
• SFINAE — immediate context, отличие от hard error; почему концепты «лучше».
• Variadic + fold — как именно раскрывается пакет, четыре формы fold expression.
• CRTP — назначение, отличие от виртуальных функций, типичные применения.
• typename и two-phase lookup — почему this->method() в шаблонном классе.

Популярные вопросы:

1. Напишите is_same<T, U> с нуля (базовый шаблон + полная специализация).
2. Сделайте функцию только для числовых типов — через SFINAE и через концепты.
3. Сколько инстанцирований породит std::vector<std::vector<int>> и почему?
4. Что такое SFINAE и где «failure is not an error» не работает?
5. Реализуйте tuple или type_list через variadic-шаблоны.
6. Чем if constexpr отличается от обычного if и зачем он нужен в шаблоне?
7. Почему нужно писать typename T::value_type?

Типичная ошибка кандидата: считать шаблоны «умными макросами». Это не текстовая подстановка — это система типов с overload resolution, ADL и compile-time проверками. Без понимания разницы между substitution failure и hard error уровень middle не пройти.