C++20四大之三：concept特性详解

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#C++20 #concept

于 2022-04-05 17:10:05 首次发布

本文详细介绍了C++20中的Concept特性，它提供了一种更清晰、更精确的方式来约束模板参数，提高了代码可读性和编译错误提示的准确性。通过概念，可以避免模板实例化时的错误，简化std::enable_if等类型检查的复杂性，并且内置了多种常用概念，同时也支持自定义概念。Concept的使用包括require-clause、内置概念以及自定义概念的定义，为C++模板编程带来了重大改进。

前言：C++模板的演进
模板的演进是C++发展史中一条十分重要的线，个人觉得Concept是这条线中最大的一个特性了。在介绍Concept之前，我们先捋一捋模板这条线的发展。
在这里插入图片描述

据Stroustrup先生回忆，对模板的设想早在1982年便有了，正式提出是在1998年的 USENIX C++ conference会议上提出，设计模板的初衷是因为当时的C++缺少一个标准库，而当时没有模板的C++很难设计出“vector、list”这种适用于多种类型的容器。
到1998年模板正式进入标准，在这之前C++模板已经是一个图灵完备的语言了——理论上来讲，可以只用模板代码解决任何可计算的问题。用递归实现循环、模板特化、偏特化实现分支判断。例如下面这个模板可以在编译期计算的fibonacci函数：

template<int  N>
int fibonacci() {
   
   
  return fibonacci<N-1>() + fibonacci<N-2>(); 
}
template<>
int fibonacci<1>() {
   
    return 1; }
template<>
int fibonacci<0>() {
   
    return 0; }

SFINAE特性为上述代码的运作提供了保障。两个模板的特化构造了递归的退出条件，“隐式”的实现了if判断的功能。到了C++17，有了if constexpr，上面这段代码可以写的更加“直白”

template<int N>
constexpr int fibonacci(){
   
   
  if constexpr(N <= 1)
    return N;
  else
    return fibonacci<N-1>() + fibonacci<N-2>();
}
auto val =

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