Question

在C ++中用什么代替概念（即将推出的功能）？

您可能听说过C ++中的概念。这是一个功能允许您指定模板中类型的要求。

我正在寻找一种方法来做到这一点，我找到的最好的是 Stroustrup的书中他将谓词与static_assert一起使用，如下所示：

template<typename Iter, typename Val>
Iter ﬁnd(Iter b, Iter e, Val x) 
{
    static_assert(Input_iterator<Iter>(),"ﬁnd(): Iter is not a Forward iterator");

    // Rest of code...
}

如果您使用其他方法或者出现问题，请告诉我。

Answer 1

好吧，有几次我需要类似概念的功能，我转向Boost Concept Check。它不是最漂亮的库，但它似乎已经内置了很多东西。

我使用你的方法的唯一问题是需要编写所有特征类。我没有广泛使用它，但可能已经为Boost做了很多常见的事情。

Answer 2

有一种C ++ 03方法可以执行概念提供的部分编译时检查。

检查是否提供了特定成员

概念可以定义如下（if(0)用于在链接期间抑制错误。(void)test#用于抑制未使用的变量警告。）：

template <class T>
struct ForwardIterator {
  ForwardIterator() {
    if(0) {
      void (T::* test1) () = &T::operator++; (void)test1;
    }
  }
};

template <class T>
struct BidirectionalIterator {
  BidirectionalIterator() {
    if(0) {
      ForwardIterator<T> requirement_1;
      void (T::* test1) () = &T::operator--; (void)test1;
    }
  }
};

可以使用模板实例化在编译时进行测试：

struct FooIterator {
  void operator++() {}
};

template struct BidirectionalIterator<FooIterator>;

它具有额外的好处，即给出编译错误（一旦你习惯了它们）比C ++ 11的static_assert提供的错误更好。例如，gcc给出以下错误：

concept_test.cpp: In instantiation of ‘BidirectionalIterator<T>::BidirectionalIterator() [with T = FooIterator]’:                                                                                                          
concept_test.cpp:24:17:   required from here                                                                                                                                                                               
concept_test.cpp:15:30: error: ‘operator--’ is not a member of ‘FooIterator’                                                                                                                                               
       void (T::* test1) () = &T::operator--; (void)test1;                                                                                                                                                                 
                              ^

甚至MSVC2010也会生成一个有用的编译错误，其中包含模板参数T导致错误的值。它不会对static_asserts这样做。

检查参数类型和返回值

如果参数/返回类型取决于要测试的类，则测试类必须提供必要的typedef。例如，以下概念测试类是否提供返回前向迭代器的开始和结束函数：

template <class T>
struct ForwardIterable {
  ForwardIterable() {
    if(0) {
      ForwardIterator<typename T::Iterator> requirement_1;
      typename T::Iterator (T::* test1) () = &T::begin; (void)test1;
      typename T::Iterator (T::* test2) () = &T::end;   (void)test2;
    }
  }
};

使用如下（注意typedef是必要的）：

struct SomeCollection {
  typedef FooIterator Iterator;
  Iterator begin();
  Iterator end();
};

template struct ForwardIterable<SomeCollection>;

签名检查

此方法还会广泛检查签名。在以下代码中，编译器将检测到modifyFooItem的参数不应该是const。

struct SomeFoo;

template <class T>
struct TestBar {
  TestBar() {
    if(0) {
      int (T::* test1) (SomeFoo * item) = &T::modifyFooItem; (void)test1;
    }
  }
};

struct SomeBar {
  int modifyFooItem(const SomeFoo * item) {}
};

template struct TestBar<SomeBar>;

它会产生以下错误：

concept_test.cpp: In instantiation of ‘TestBar<T>::TestBar() [with T = SomeBar]’:
concept_test.cpp:61:17:   required from here
concept_test.cpp:52:47: error: cannot convert ‘int (SomeBar::*)(const SomeFoo*)’ to ‘int (SomeBar::*)(SomeFoo*)’ in initialization
       int (T::* test1) (SomeFoo * item) = &T::modifyFooItem; (void)test1;

Answer 3

检查概念的最佳方法是使用替换失败。但是，在C ++ 98中，使用替换失败的检测相当有限。在C ++ 11中，我们可以使用更强大的表达式替换失败。 C ++ 11中的Tick库提供了定义概念谓词的简单方法。例如，快速而脏的is_input_iterator可以这样写：

TICK_TRAIT(is_input_iterator,
    std::is_copy_constructible<_>)
{
    template<class I>
    auto requires_(I&& i) -> TICK_VALID(
        *i,
        ++i,
        i++,
        *i++
    );
};

然后Tick还提供了一个TICK_REQUIRES宏来添加模板约束（它只需要处理所有enable_if样板文件），所以你可以像这样定义函数：< / p>

template<typename Iter, typename Val, TICK_REQUIRES(is_input_iterator<Iter>())>
Iter find(Iter b, Iter e, Val x) 
{
    // Rest of code...
}

理想情况下，您不想使用static_assert，因为它会产生编译错误。因此，当使用某些参数调用时，我们无法检测说find是否有效，因为它在无效时会产生编译错误。

用什么来替代C ++中的概念（即将推出的特性）？

3 个答案:

检查是否提供了特定成员

检查参数类型和返回值

签名检查