C++20 概念与约束（2）—— 初识概念与约束

《C++20 概念与约束（1）—— SFINAE》

●《C++20 概念与约束（2）—— 初识概念与约束》

《C++20 概念与约束（3）—— 约束的进阶用法》

1、概念

C++20 中引入新的编译期关键字 concept 用于创建概念。个人认为将其翻译为“构思”更为贴切。直接使用时，它更像一个只能用于模板的布尔类型关键字。

而如果用于模板中，他会将模板类型先带入自身，当自身条件为 true 才会实例化模板，否则该模板被弃置。因此该关键字几乎全用于 SFINAE 规则。

如上图， foo 将因为找不到匹配模板而报错。

因此只需要通过逻辑条件运算符将多条语句进行列举即可。

此外，概念还可用于简写模板之中，只需写在 auto 之前即可：

同样，第一个 foo 调用符合概念，而传入 char 类型违反概念，因此该行报错，找不到模板。

因此概念是通过约定模板需要满足的条件来使用 SFINAE 规则的关键字。

2、约束

C++20 中引入另一个关键字 requires。不同于 concept ， requires 关键字可以使用户无需定义概念而对模板添加实例化的条件。当然不仅仅如此，个人觉得 requires 的用法特别混乱，没办法简单几句话概括其用法。

用英语单词来作对比，requires有动词和名词两种用法。在语法中也可以这么理解，主句的 requires 是动词，从句则是名词。

1、requires主句

requires 主句后跟布尔值类型的表达式，表示要求达成后续条件。因此，之前例子中的概念也可用 requires 主句将其写到同一个模板中。

此外，因为概念的表达式值也是布尔类型，因此以下写法也是合法的：

题外话，这时候还可以对比 bool 类型的常量模板，会发现布尔类型的常量模板和概念特别相似，只不过概念可以放到定义模板的尖括号中，而布尔常量不行：

总之，requires 主句只需要后续表达式值为 true 则允许实例化模板，否则该模板将被放弃匹配。

2、requires从句

requires 从句与主句不同，它后面必须跟花括号，括号中的表达式必须在编译期能够确定。并且，requires 从句的结果只有语法不允许和 true 两种，也就是说，在非模板中使用，只要编译能通过，它的值一定是 true ，它更像是条件的集合。根据此特性，requires 从句往往用于模板中以匹配 SFINAE 规则。

上图中两个 requires 第一个必然是主句，用于要求后续条件符合。第二个 requires 便是从句，它要求 T::type1 和 T::type2 是合法语句才会返回 true 。 X 类型不符合该规则，该模板被弃置， foo<X> 无匹配模板。而 Y 符合该条件， foo<Y> 将被实例化。

此外，从句的 requires 还允许后续紧跟一对括号用于类型的编译期的实例化。编译期的实例化并不会被真正实例化，只是用于检查实例化后的对象是否符合某种特性。