C++类模板编程练习（从基础到进阶）

一、基础模板类设计

1. 泛型盒子（Box）
   实现一个 Box 类模板，存储任意类型的值，并提供获取/修改方法。

Box<int> intBox(42);
cout << intBox.get();  // 输出 42
intBox.set(100);

2. 类型转换器（Converter）
   实现 Converter<T, U> 类模板，提供静态方法 convert，将类型 T 转换为 U。

double d = Converter<int, double>::convert(42);  // 42.0

二、模板与数学运算

1. 泛型计算器（Calculator）
   实现 Calculator 类模板，支持加减乘除（编译时检查 T 是否为算术类型）。

Calculator<int> calc;
cout << calc.add(3, 5);  // 输出 8

2. 固定大小数组（FixedArray）
   实现 FixedArray<T, N> 类模板，表示固定长度的数组。

FixedArray<float, 3> arr = {1.1f, 2.2f, 3.3f};
cout << arr[1];  // 输出 2.2

三、模板特化与条件逻辑

1. 类型判别器（TypeInfo）
   实现 TypeInfo 类模板，通过静态成员变量输出类型名称。

cout << TypeInfo<int>::name;  // 输出 "int"
// 对指针类型特化：TypeInfo<int*>::name 输出 "int*"

2. 布尔值包装器（BoolWrapper）
   特化一个模板类，根据布尔值选择不同行为。

BoolWrapper<true>::action();  // 输出 "True path"
BoolWrapper<false>::action(); // 输出 "False path"

四、多参数模板

1. 泛型坐标点（Point）
   实现 Point<T, U> 类模板，表示混合类型的二维点。

Point<int, double> p(1, 2.5);
cout << p.x << ", " << p.y;  // 输出 1, 2.5

2.键值对存储（KeyValuePair）
实现 KeyValuePair<K, V> 类模板，模拟简单的字典条目。

KeyValuePair<string, int> kv("age", 25);
cout << kv.key << ": " << kv.value;  // 输出 "age: 25"

五、综合挑战

1. 泛型单例模式（Singleton）
   实现线程安全的 Singleton 类模板。

Singleton<Logger>::getInstance().log("Hello");

2.编译期阶乘（Factorial）
用模板元编程实现编译期阶乘计算。

constexpr int val = Factorial<5>::value;  // 120