Concepts library (since C++20)

概念库提供了基础库概念的定义，可用于执行模板参数的编译时验证，并根据类型属性执行函数分派。这些概念为程序中的等式推理提供了基础。

标准库中的大多数概念同时施加了语法要求和语义要求。当一个标准概念的语法要求被满足时，我们称其被 满足 ；若该概念同时满足其语义要求（如果存在），则称其被 建模 。

通常来说，编译器只能检查语法要求。如果程序的合法性或含义取决于模板参数序列是否对概念进行建模，而概念被满足但未被建模，或者在使用点未满足语义要求，则程序非良构， 不要求诊断 。

等值保持

一个表达式是 保等性的 ，如果它在给定相等输入的情况下产生相等输出，其中

• 输入包含其操作数（不必然使表达式在语义上有效），以及
• 输出包含其结果及表达式对操作数的所有修改（若有）

其中，为表述方便，其"操作数"指的是由 标识表达式 或对 std::move 、 std::forward 及 std::declval 的调用所构成的最大子表达式。

每个操作数的 cv 限定和值类别通过假定其类型中的每个模板类型参数表示一个 cv 非限定的完整非数组对象类型来确定。

所有要求保持相等性的表达式进一步要求是稳定的，也就是说，对同一输入对象进行两次求值必须产生相等的输出，且期间不得对这些输入对象进行任何显式的修改。

除非另有说明，标准库概念的 requires expression 中使用的每个表达式都必须保持相等性，且该表达式的求值仅可修改其非常量操作数。常量操作数不得被修改。

在标准库中，以下概念允许具有非保序的 requires 表达式：

• output_iterator
• indirectly_writable
• invocable
• weakly_incrementable
• range

隐式表达式变体

一个 requires 表达式 若其使用的表达式对某个常量左值操作数具有非修改性质，则会隐式要求该表达式还需接受非常量左值或（可能为常量的）右值作为该操作数的其他变体，除非具有不同语义的表达式变体已被显式要求。

这些 隐式表达式变体 必须满足与声明表达式相同的语义要求。实现对这些变体语法验证的程度未作规定。

template<class T>
concept C = requires(T a, T b, const T c, const T d)
{
    c == d;           // 表达式 #1：不修改操作数
    a = std::move(b); // 表达式 #2：修改两个操作数
    a = c;            // 表达式 #3：修改左操作数 `a`
};
// 表达式 #1 隐式要求满足 c == d 要求（包括非修改性）的额外表达式变体，
// 如同以下表达式也被声明：
// ------ const == const ------- ------ const == non-const ---
//                                         c  ==           b;
//            c == std::move(d);           c  == std::move(b);
// std::move(c) ==           d;  std::move(c) ==           b;
// std::move(c) == std::move(d); std::move(c) == std::move(b);
// -- non-const == const ------- -- non-const == non-const ---
//           a  ==           d;            a  ==           b;
//           a  == std::move(d);           a  == std::move(b);
// std::move(a) ==           d;  std::move(a) ==           b;
// std::move(a) == std::move(d); std::move(a) == std::move(b);
// 表达式 #3 隐式要求满足 a = c 要求
// （包括不修改第二个操作数）的额外表达式变体，
// 如同表达式 a = b（非常量左值变体）
// 和 a = std::move(c)（常量右值变体）已被声明。
// 注意：由于表达式 #2 已显式要求非常量右值变体
// (a == std::move(b))，表达式 #3 不再隐式要求该变体。
// 类型 T 满足上述概念 C 显式陈述的语法要求，
// 但不满足额外的隐式要求
// （即 T 满足但不建模 C）：
// 要求 C<T> 的程序非良构（不要求诊断）。
struct T
{
    bool operator==(const T&) const { return true; }
    bool operator==(T&) = delete;
};

标准库概念

更多概念可在 迭代器库 、 算法库 以及 范围库 中找到。

另请参阅

• 具名要求