c++怎么使用C++20的Concepts_c++ C++20 Concepts使用方法

裘德小鎮的故事

发布时间：2025-10-10 15:24:02

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C++20的Concepts需编译器支持并启用-std=c++20，它通过concept定义类型约束，提升模板安全性与错误提示可读性，可用内置concept如std::integral，并支持逻辑组合与类模板应用。

c++怎么使用c++20的concepts_c++ c++20 concepts使用方法

要在C++中使用C++20的Concepts，首先要确保编译器支持C++20标准。目前主流编译器如GCC 10+、Clang 10+和MSVC 19.26+都已支持Concepts。编译时需开启C++20模式，例如GCC或Clang使用-std=c++20选项。

什么是Concepts

Concepts是C++20引入的一种机制，用于约束模板参数的类型要求。它让模板代码更安全、可读性更强，并能显著改善编译错误信息。

在没有Concepts之前，模板对类型的要求是隐式的，只有在实例化失败时才会报错，且错误信息通常冗长难懂。Concepts允许你显式声明“一个类型必须支持哪些操作”。

定义和使用Concept

使用concept关键字来定义一个概念。语法如下：

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template
concept Integral = std::is_integral_v;

这个例子定义了一个名为Integral的concept，它接受任意类型T，并要求std::is_integral_v为true，即T必须是整型类型（如int、long等）。

接下来可以在函数模板或类模板中使用这个concept：

template
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

也可以写成：

template
requires Integral
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

这两种写法等价。requires子句也可直接放在函数模板后：

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template
T add(T a, T b) requires Integral {
    return a + b;
}

常见内置Concepts

C++20在头文件中提供了许多常用的concepts，例如：

std::integral：类型是整型
std::floating_point：类型是浮点型
std::default_constructible：类型可默认构造
std::copyable：类型可拷贝
std::equality_comparable：类型支持==操作

使用示例：

#include 
template
T multiply(T a, T b) {
return a * b;
}

组合多个约束

可以使用逻辑运算符组合多个concept：

template
concept Arithmetic = std::integral || std::floating_point;
template
T generic_add(T a, T b) {
return a + b;
}

上面定义了一个Arithmetic concept，表示类型是整型或浮点型。

还可以用&&表示“与”关系：

template
concept SmallIntegral = std::integral && (sizeof(T) <= 4);

在类模板中使用Concepts

Concepts同样适用于类模板：

template
class Container {
    T data;
public:
    Container(const T& d) : data(d) {}
    // ...
};

编译错误更清晰

如果调用add(3.5, 2.5)但add只接受Integral类型，编译器会明确提示：“不满足concept Integral”，而不是一堆SFINAE相关的错误信息。

基本上就这些。Concepts让泛型编程更可控、更易维护，建议在支持C++20的项目中积极使用。

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