轉眼間，C++20的標準已經發布快兩年了，不少C++的開源專案也已經將標準升級到最新的C++20了，筆者也開啟了新標準的學習歷程了，所以借這系列的博文，記錄下筆者學習新標準的一些心得與吐槽~~
作為C++20系列的第一篇開篇之文，就要從千呼萬喚始處理的concept聊起了，后續很多新的feature的實作，也仰賴新的concept的實作，后續筆者的文章也會逐步展開，OK，開始我們C++20旅程的第一站：concept
1.First Look
先從一個群友的一個實際的問題出發，我們來看看concept可以解決什么問題，是怎么樣通過coding實作的，
- SFINAE
熟悉C++模板編程的小伙伴肯定第一時間想到通過SFINAE的方式來解決，讓筆者來解決這個問題的話，會寫出下面的代碼:
template <typename T>
T test(T a) {
static_assert(!std::is_same_v<void, decltype(a + a)>);
static_assert(!std::is_same_v<void, decltype(a - a)>);
static_assert(!std::is_same_v<void, decltype(a * a)>);
static_assert(!std::is_same_v<void, decltype(a / a)>);
return a;
}
這里寫的代碼是一個略微Trick的表達，利用decltype去獲取運算子計算后的型別，然后用std::is_same_v進行一個其實沒什么意義的型別比較，來滿足static_assert的語意，最終滿足我們對模板型別T的一些約束，
- concept
顯然上面的方式是很不直觀的，雖然能達到咱們的目的，但是從代碼優雅角度來說是一種較差的選擇實作，
我們來看一下用C++20提供給我們的Concept是如何解決這個問題的：
template <typename T>
concept Cal = requires (T a) {
a + a;
a - a;
a * a;
a / a;
};
template <typename T>
requires Cal<T>
T test(T a) {
return a;
}
這是通過concept來實作的一個型別約束方式，Cal代表著一個concept的實作，requires中花括號的內容就代表了對于型別T的約束，要滿足下面的運算子
a + a;
a - a;
a * a;
a / a;
Bingo！ 似乎C++20給了我們一個更好的trait，接著往下看，我們繼續來細探Concept的實作，
2. How to use
- concept的定義
這里寫了一個例子，咱們基于這個例子來展開:
template <typename T>
concept Cal = requires (T a) {
a + a;
typename T::type;
{a + a} -> std::same_as<float>;
require Concept2<T>;
};
這里定義了4個requires的要求，只有滿足這4個條件才能通過concept的限制，正常進行編譯，
1). a + a這個是最簡單的，該運算式能通過編譯則代表符合要求，這里不會進行實際的計算，
2). typename T::type代表需要，T型別定義了type型別，才符合要求
3). {a + a} -> std::same_as<float> 這里的{}代表了decltype(a + a)之后的型別需要滿足后面的concept的需求，這是一個語法糖，也可以通過這樣來實作：requires std::is_floating_point_v<decltype(a + a)>
4). 最后的require Concept2<T>這代表了concept的嵌套邏輯，requires后面可以帶任意的concept
- concept的使用
了解了concept定義之后，我們就可以利用concept來進行模板型別的約束了，
這里“回字有四種寫法”，大家可以選擇自己喜歡的方式來使用，(真搞不懂搞這么多寫法干什么，不能統一一下嗎？， 下面介紹的順序隨筆者的偏好以此遞減）
template<typename T>
requires Cal<T>
T test(T a)
{
return a + a;
}
1). 這是筆者最認可的一種書寫方式，語意明確，在模板型別定義之后明確對它的要求，
template<Cal T>
T test(T a)
{
return a + a;
}
2). 也還行吧，模板引數前指定了concept，也比較明確直觀，
Cal test(Cal a)
{
return a + a;
}
3). concept命名一長就顯得有些瑣碎了，并且把concept當型別使用了，看起來有些怪異了，
template<typename T>
T test(T a) requires Cal<T>
{
return a + a;
}
4). 把concept寫后面的都是異端，當然如果你喜歡的話，也ok，
3. concept的本質
concept本質上是：一個可以套用在模板上的constexpr bool值，
相信下面這段代碼能幫助你更好的理解它：
template <typename T>
concept Con = std::is_floating_point_v<T>;
int main(int argc, char* argv[]) {
static_assert(std::is_same_v<decltype(Con<float>), bool>);
std::cout << Con<int> << std::endl;
return 0;
}
顯然，上面的代碼我們用is_same_v確定了concept生成的型別就是bool型別，而同樣的，在運行期，咱們也可以將concept的結果作為一個bool常量進行使用，并列印，
所以，take it easy， concept很簡單，它只是C++20給你提供的一個better的工具，來擺脫被瘋狂的模板報錯所支配的恐懼，但即使你完全不了解它，使用老的方式，依然能夠同樣解決問題，
4.小結
C++的一些模板推斷的錯誤常常讓人抓狂，而很多時候我們使用它需要
- 要進行模板推斷型別的編程設計
- 利用SFINAE的方式來型別約束
這無形之中增加Coding時的心智成本，而concept作為一個新的語法糖，給了我們拆分二者的機會：讓上帝歸上帝，凱撒歸凱撒，
使用好concept來進行型別約束，enjoy新標準帶來的便利吧，
希望大家能夠有所識訓，筆者水平有限，成文之處難免有理解謬誤之處，歡迎大家多多討論，指教，
5.參考資料
CppReference
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/441928.html
標籤：其他