C++20尝鲜：概念（Concepts）

约束和概念

C++20引进了概念（Concepts）这一新特性。
概念是指给一组要求（Requirements）所起的名字。概念是一种具名谓词。
使用这些要求和概念可以给函数和类模板的参数加上约束（Constraints）。

引入概念的目的

• 约束成为模板界面的一部分
• 基于概念的重载成为可能
• 模板的出错信息更加友好
• 没有约束的 auto 和有约束的概念得到统一

约束的种类

约束有三种类型

• 合取（conjunction）
  约束的合取:使用 && 运算符
• 析取（disjunction）
  约束的析取:使用 || 运算符
• 原子约束（atomic constraint）

Requires 子句

Requires 子句由关键字 requires 后加上常量表达式构成，用于指定约束。

Requires 表达式

Requires 表达式是 bool 类型的右值表达式，用于表达约束。其形式为

requires ( 形参列表(可选) ) { 要求序列 }

要求序列中的要求有以下四种形式：

• 简单要求（simple requirement）
  简单要求是任意表达式语句。
• 类型要求（type requirement）
  类型要求是关键字 typename 加一个类型名。
• 复合要求（compound requirement）
  { 表达式 } noexcept(可选) 返回类型要求(可选) ;
  返回类型要求 - -> 类型约束
• 嵌套要求（nested requirement）
  requires 约束表达式 ;

C#中的泛型约束

约束	说明	版本
where T : struct	T必须是值类型	2.0
where T : class	T必须是引用类型	2.0
where T : [base class]	T必须继承自[base class]类型	2.0
where T : [interface]	T必须实现[interface]类型	2.0
where T : new()	T必须带有一个没有参数的构造器	2.0
where T : unmanaged	T必须是非托管类型	7.3
where T : Enum	T必须是枚举类型	7.3
where T : Delegate	T必须是委托类型	7.3

Java中的泛型约束

使用 extends 以及 super 关键字可以给 Java 的泛型参数加上上界和下界，从而形成有界泛型参数。