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，并根据类型属性进行函数分派。这些概念为程序中的等式推理奠定了基础。

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 ；若该概念不仅被满足且其语义要求（若存在）也同时达成，则称其被 建模 。

通常来说，编译器只能检查语法要求。如果程序的有效性或含义取决于模板参数序列是否对概念进行建模，而概念被满足但未建模，或者在使用点未满足语义要求，则程序是非良构的， 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的输出，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
• 输出包含表达式的结果及对操作数的所有修改（若存在）

此处为表述方便，其"操作数"指代由 标识表达式 或 std::move 、 std::forward 及 std::declval 调用构成的最大子表达式。

每个操作数的 cv 限定性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。

每个要求保持相等性的表达式还必须满足稳定性要求，即：在未显式修改输入对象的情况下，对同一组输入对象进行两次求值必须产生相等的输出结果。

除非另有说明，标准库概念中使用的 requires 表达式 中的每个表达式都必须保持相等性，且表达式的求值只能修改其非常量操作数。常量操作数不得被修改。

在标准库中，以下概念允许包含非保序的 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 若对某个常量左值操作数使用非修改性表达式，则除非已显式要求具有不同语义的表达式变体，否则该表达式还会隐式要求接受非常量左值或（可能为常量的）右值作为给定操作数的额外表达式变体。

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。实现对于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，
// 如同以下表达式也已被声明：
// ------ 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> 的程序是非良构的（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。

参见

• 命名要求