C++ Concepts：模板约束的现代化

学习如何使用C++20概念对模板参数进行精确约束，提升代码可读性和错误提示质量。 · 难度：入门 · +15XP

什么是概念（Concepts）？

C++20引入了概念，它是一种编译期谓词，用于指定模板参数必须满足的语义和语法要求。概念让模板错误信息从冗长的实例化回溯变为清晰的约束违反提示。

定义概念

使用concept关键字定义概念，通常与requires表达式结合。

#include <concepts>
#include <iostream>
template<typename T>
concept Integral = std::is_integral_v<T>;
template<Integral T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}
int main() {
    std::cout << add(3, 4) << '
';  // 正确
    // add(3.0, 4.0);  // 编译错误：不满足Integral
}

复合概念与requires子句

概念可以组合多个约束，并检查表达式合法性。

template<typename T>
concept Comparable = requires(T a, T b) {
    { a < b } -> std::convertible_to<bool>;
};

template<Comparable T>
T max(T a, T b) {
    return a < b ? b : a;
}

概念 vs. SFINAE

练习提示

尝试定义一个名为Printable的概念，要求类型支持operator<<(std::ostream&)，然后编写一个函数模板使用该概念。