C++20的Concepts通过定义类型约束提升模板编程的可读性和错误提示清晰度。使用concept关键字和requires表达式可创建自定义约束，如Addable要求支持加法操作；标准库提供std::integral等常用Concept；可用于函数和类模板参数限制，并支持基于约束的重载，使编译错误更明确，代码更易维护。
C++20 的 Concepts 是一个强大的泛型编程工具，它允许你在编译期对模板参数施加约束，从而提升代码的可读性、可维护性和错误提示的清晰度。过去我们写模板时，如果传入了不合适的类型，编译错误往往是一长串难以理解的模板展开信息。而 Concepts 能让这些错误变得直观明了。
什么是 Concepts？
Concepts 是一种用于限制模板参数类型的机制。你可以把它看作“类型的要求清单”——只有满足这些要求的类型才能被用作模板实参。
例如，你希望某个函数模板只接受支持加法操作的类型（比如 int、double），就可以定义一个 Concept 来表达这个条件。
基本语法：如何定义和使用 Concept
定义 Concept 使用 concept 关键字，后接名称、等号以及一个布尔表达式。
示例：定义一个支持加法的类型约束
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
templateconcept Addable = requires(T a, T b) { a + b; // 检查是否能执行 a + b};
然后在模板中使用：
templateT add(T a, T b) { return a + b;}
现在调用 add(1, 2) 没问题，但如果你传入一个不支持 + 的类或指针类型，编译器会明确告诉你：“该类型不满足 Addable Concept”。
requires 表达式的几种形式
requires 是构建 Concept 的核心，它可以检查多种语义：
简单要求（Simple requirement）：只要表达式合法即可
requires(T t) { t++; }
复合要求（Compound requirement）：用花括号包裹，并可指定 noexcept 和返回类型
requires(T t) { { t++ } noexcept -> std::same_as; }
类型要求（Type requirement）：检查某个类型是否存在
templateconcept HasValueType = requires { typename T::value_type; // 要求 T 有嵌套类型 value_type};
常量要求（Constant requirement）：直接判断一个布尔值
concept Even = (4 % 2 == 0); // 总为 true，仅作演示
在函数模板中的应用
除了上面的 写法，还有其他方式使用 Concept：
使用 requires 子句
templateT multiply(T a, T b) requires requires(T t){ t * t; }{ return a * b;}
结合 auto 使用（C++20 简化写法）
auto add(Addable auto a, Addable auto b) { return a + b;}
这等价于：
templateauto add(T a, U b) { ... }
标准库中的常用 Concept
C++20 标准库在 头文件中提供了许多预定义的 Concept，可以直接使用：
std::integral：整型类型（int, char, bool 等）std::floating_point：浮点类型（float, double）std::default_constructible：可默认构造std::copyable：可复制std::equality_comparable：支持 == 和 !=
例子：只接受整数的函数
#includevoid process(std::integral auto value) {// 只能传入整型}
在类模板中使用 Concept
也可以用来约束类模板参数：
templaterequires std::integralclass Wrapper { T data;public: Wrapper(T d) : data(d) {}};
或者更简洁地：
templateclass Wrapper { ... };
优势与实际意义
更好的编译错误信息：不再是一堆模板推导失败的堆栈，而是“你的类型不满足 XXX Concept”提高接口清晰度：从函数签名就能看出对类型的期望支持重载基于 Concept：可以根据不同的 Concept 提供多个函数版本
示例：根据 Concept 重载函数
void print(auto x) { std::cout << "任意类型: " << x << 'n';}void print(std::integral auto x) {std::cout << "整数: " << x << 'n';}
void print(std::floating_point auto x) {std::cout << "浮点数: " << x << 'n';}
调用 print(42) 会匹配整数版本，print(3.14) 匹配浮点版本。
基本上就这些。Concepts 让模板编程从“靠运气通过编译”变成“有明确契约的类型系统”，是现代 C++ 泛型编程的重要进步。刚开始可能觉得 requires 写法有点复杂，但一旦掌握，你会觉得没有 Concepts 的模板很难再回头用了。
以上就是c++++怎么使用C++20的Concepts_c++20概念系统(Concepts)的语法与应用的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1481968.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
