如何在 C++ 中要求某些概念代码？

Question

我如何要求并检查参数是否是 C++ 中的某个概念？

例如，algorithm 标头中的 random_shuffle 函数要求其参数为 RandomAccessIterators：

  template<typename _RandomAccessIterator>
    inline void
    random_shuffle(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last)
    {
      // concept requirements
      __glibcxx_function_requires(_Mutable_RandomAccessIteratorConcept<
            _RandomAccessIterator>)
      __glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);

      if (__first != __last)
        for (_RandomAccessIterator __i = __first + 1; __i != __last; ++__i)
          std::iter_swap(__i, __first + (std::rand() % ((__i - __first) + 1)));
    }

我想我不能在我自己的代码中使用这些 __glibcxx_function_requires 等？它们如何工作？你在你的代码中检查类似的东西吗？

Answer 1

Boost 有一个用于此目的的库。这可能比弄清楚如何使用 STL 实现者已经破解的版本更容易，并且有更详细的记录。

http://www.boost.org/doc/libs/ 1_40_0/libs/concept_check/concept_check.htm

Answer 2

除非您定义 _GLIBCXX_CONCEPT_CHECKS，否则这些宏将被定义。所以我尝试以两种方式编译：

#include <list>
#include <algorithm>

int main()
{
    std::list<int> li;
    std::random_shuffle(li.begin(), li.end());
}

没有概念检查：8行错误 - 哪个实例化，哪里，与运算符不匹配。一切都清楚了。

通过概念检查：相同的错误 + 50 行左右的“从此处实例化”乱码以“错误：请求从 'std::bi Direction_iterator_tag' 转换为非标量类型 'std::random_access_iterator_tag' 结尾”。哎哟！如果有 random_shuffle 算法的注释，我可以更快地弄清楚这一点。

一件事是您不一定需要这些检查。如果不满足要求，代码将无法编译。在我看来，一个简单的“无匹配运算符<”可能比 50 行胡言乱语（用晦涩的措辞）得出“功能需要低于可比的概念”的结论更清晰。

如果您想要进行这些检查（对于 random_shuffle 之类的事情），一种方法是将调用转发到另一个也接受正确迭代器标记的函数：

#include <list>
#include <algorithm>
#include <iterator>
namespace detail {
template <class Iter>
void shuffle(Iter first, Iter last, std::random_access_iterator_tag)
{
    if (first != last)
        for (Iter i = first + 1; i != last; ++i)
            std::iter_swap(i, first + (std::rand() % ((i - first) + 1)));
}
}

template <class Iter>
void shuffle(Iter first, Iter last)
{
    detail::shuffle(first, last, typename std::iterator_traits<Iter>::iterator_category());
}

int main()
{
    std::list<int> li;
    shuffle(li.begin(), li.end());
}

产生一条不错的消息：“没有匹配的函数可调用 'shuffle(std::_List_iterator& , std::_List_iterator&, std::bi Direction_iterator_tag)'"

你可以添加一个模板化重载，它在编译时断言（static_assert 随 C++0x 一起提供）：

template <class Iter, class Tag>
void shuffle(Iter, Iter, Tag )
{
    //test some template-dependent expression that is always false
    //to avoid it from firing unless the function is instantiated
    static_assert(sizeof(Tag) == 0, "shuffle requires random access iterators");
} 

如果你想变得超级好， boost 的概念检查没有它们的位置。