为什么我们需要 C++20 中的 concept 关键字？

Question

概念很棒，不要误会我的意思，但是为什么我们需要另一个关键字呢？

考虑以下示例：

#include <type_traits>

template <typename T>
concept UnsignedConst = std::is_integral_v<T> && std::is_const_v<T>;

template <UnsignedConst T>
void foo(T bar);

我们也可以使用以下——在我看来更直接——语法：

/* ... */
template <typename T>
constexpr bool UnsignedConst = std::is_integral_v<T> && std::is_const_v<T>;
/* ... */

在幕后，概念只不过是取决于模板参数的编译时布尔常量。甚至

requires

子句也可以与变量模板一起使用，因为它们只是在编译时计算为布尔值的表达式。

Answer 1

在幕后，概念只不过是取决于模板参数的编译时布尔常量。

这是不真实的。

A

concept

具有单纯的

constexpr bool

所没有的特殊属性。特别是，

concept

不能特化。这种无法专门化 使得概念包含规则 成为可能。它允许标准为模板的“更专业”版本制定规则。

鉴于以下情况：

template<typename T>
concept A = atomic_constraint_a<T>;

template<typename T>
concept B = atomic_constraint_a<T> && atomic_constraint_b<T>;

在 C++ 概念规则中很明显，

A

包含在

B

中。这意味着满足

T

 的任何类型 

B 必然 满足

A

。因此，如果您有两个模板，一个受

A

约束，一个受

B

约束，如果您传递满足

B

的类型，即使存在

A

的版本，也会选择该模板.

专门化会 ruin 这，因为有人可以来专门化

B

为类型

U

以这样的方式

A<U>

不包含

B<U>

.

那么……那会发生什么？当有人试图向具有竞争约束的上述模板提供

U

时会发生什么？主要约束说存在包含关系，但专门的约束没有。

更重要的是，我什至可以写两个具有包含关系的概念并确保这种关系得到维护吗？也就是说，在一个专业化的世界里，我可以在我的模板接口中依赖包容吗？

不，使包含成为可能的唯一方法是禁止专业化。但是变量模板可以专门化。所以现在你需要一个新的结构说“我有点像那个东西，但你不能专门化我”。我们可以让每个人都键入

template<typename T> [[nonspecialized]] inline constexpr bool concept_name = X

以获得包含（以及概念提供的其他东西）。

或者我们可以只说

template<typename T> concept concept_name = x

并消除一堆句法噪音。

此外，

concept

s 不能是类的成员。这也很重要，因为这意味着您不能通过专门化 around 概念的类来 de facto 专门化概念。

此外，通过使

concept

成为一种特殊的句法结构，由其自己的语法标记引入，它使语言能够更轻松地在新奇的地方使用

concept

。例如，

std::integral auto var_name = func();

。编译器可以看出

std::integral

是代表一个概念的标识符。如果它看到一个

constexpr bool

变量，您 可能 打算将它用作一个概念。或者您可能打算以其他方式使用它。通过使概念成为一种独特的事物，我们消除了任何歧义。

这就是允许我们在语法中以各种方式使用类型概念的原因，如果没有专门的语法，这将是……困难的事情。也许您可以将属性或其他内容应用于

constexpr inline bool

，但是再次...为什么所有关键字都只是指

concept

？