0

0

c++26的Contracts (契约) 对API设计意味着什么? (前置/后置条件)

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-02-04 15:57:09

|

860人浏览过

|

来源于php中文网

原创

C++26契约是编译期声明而非运行时断言,需显式启用;它不改变ABI,仅向编译器和工具传递接口约束,前置条件约束调用方责任,后置条件限于参数、result和old表达式,错误使用将导致未定义行为。

c++26的contracts (契约) 对api设计意味着什么? (前置/后置条件)

Contracts 不是运行时断言,而是编译期契约声明

你写的 [[expects: x > 0]][[ensures: result > 0]] 在 C++26 中默认不生成任何运行时检查代码——它只是向编译器、静态分析工具和调用者传递明确的接口契约。是否启用检查、如何处理失败(抛异常 / 终止 / 忽略),由实现定义且需显式配置(如通过 -fcontracts=on#pragma clang contract 等编译器开关)。

这意味着:API 设计者必须主动决定契约的“严格等级”,不能依赖它自动拦住错误输入;使用者也不能默认它会在生产环境生效。

  • 契约本身不改变函数签名或 ABI,int f(int x) [[expects: x != 0]]int f(int x) 对链接器完全等价
  • 静态分析器(如 clangd、CppCheck)可利用契约推导不可达路径、优化警告,但 IDE 不会自动高亮违反契约的调用点,除非你启用了对应插件支持
  • 若未开启编译器契约支持,所有 [[expects]]/[[ensures]] 被当作无关属性忽略,无警告、无错误

前置条件(expects)直接约束调用方责任

[[expects]] 把“输入合法”从文档注释升级为可机器读取的契约条款。但它不提供自动防御——它要求调用方在传入前确保条件成立,否则行为未定义(UB),就像解引用空指针一样严重。

典型误用是把它当运行时校验替代品:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

智谱AI开放平台
智谱AI开放平台

智谱AI大模型开放平台-新一代国产自主通用AI开放平台

下载
int divide(int a, int b) [[expects: b != 0]] {
    return a / b; // 若 b == 0,UB 已发生,不是“抛 std::invalid_argument”
}
  • 不要在库函数里写 [[expects: ptr != nullptr]] 后再加 if (!ptr) throw ... —— 契约与运行时检查混用会误导使用者,也违背契约语义
  • 对用户可控输入(如 CLI 参数、配置文件值),应在入口层做运行时验证并给出友好错误,而非依赖 [[expects]] 捕获
  • 模板函数中使用 [[expects: std::is_integral_v]] 是无效的:契约表达式必须在求值时有确定结果,类型特征不能出现在 expects 表达式中

后置条件(ensures)让返回值承诺可验证、可推理

[[ensures]] 描述的是函数执行后的状态,其表达式可访问参数(带 old 修饰符)、局部变量(仅限 const 变量或返回值别名)和返回值(用 result)。

常见陷阱是误以为它能观察所有副作用:

std::vector sort_copy(std::vector v)
    [[ensures: std::is_sorted(result.begin(), result.end())]]
    [[ensures: result.size() == old(v.size())]] {
    std::sort(v.begin(), v.end());
    return v;
}
  • old(v.size()) 合法,因为 v 是按值传入,old 可捕获其进入函数时的状态
  • [[ensures: v.empty()]] 非法:v 是局部对象,非 const,且未被声明为 const,不能在 ensures 中访问
  • [[ensures: !result.empty() || input_was_empty]] 不行:input_was_empty 是未声明的标识符,ensures 表达式作用域极窄,只认参数、resultold 形式及函数内 const 变量

API 版本演进时 Contracts 会暴露兼容性断裂点

给已有函数添加 [[expects]] 是二进制兼容但源码不兼容的变更:原本合法的调用(如传入负数给新加上 [[expects: x >= 0]] 的函数)将触发 UB。这比加 const 更隐蔽——没有编译错误,只有未定义行为。

  • 发布带契约的公开 API 前,必须同步更新文档、示例和测试用例,明确标注哪些输入从此变为“禁止”
  • 不建议在稳定 ABI 的 shared library 接口中轻率引入契约,尤其当客户端可能绕过头文件直调符号时——契约信息不参与符号导出,调用方根本看不到
  • 若需渐进增强契约,可用宏控制:#ifdef CONTRACTS_ENABLED [[expects: x > 0]] #endif,但需确保构建系统统一管理该宏定义

真正棘手的地方在于:契约既不是语法强制,也不是运行时护栏,而是一种需要设计者、实现者、使用者三方共同理解并遵守的隐式协议。写错一个 old 表达式,或漏掉一个边界 case,不会报错,只会让某次重构后某个边缘调用突然变成 UB。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
if什么意思
if什么意思

if的意思是“如果”的条件。它是一个用于引导条件语句的关键词,用于根据特定条件的真假情况来执行不同的代码块。本专题提供if什么意思的相关文章,供大家免费阅读。

791

2023.08.22

mysql标识符无效错误怎么解决
mysql标识符无效错误怎么解决

mysql标识符无效错误的解决办法:1、检查标识符是否被其他表或数据库使用;2、检查标识符是否包含特殊字符;3、使用引号包裹标识符;4、使用反引号包裹标识符;5、检查MySQL的配置文件等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

184

2023.12.04

Python标识符有哪些
Python标识符有哪些

Python标识符有变量标识符、函数标识符、类标识符、模块标识符、下划线开头的标识符、双下划线开头、双下划线结尾的标识符、整型标识符、浮点型标识符等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

291

2024.02.23

java标识符合集
java标识符合集

本专题整合了java标识符相关内容,想了解更多详细内容,请阅读下面的文章。

261

2025.06.11

c++标识符介绍
c++标识符介绍

本专题整合了c++标识符相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

126

2025.08.07

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

534

2023.09.20

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

564

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

547

2024.08.29

抖音网页版入口与视频观看指南 抖音官网视频在线访问
抖音网页版入口与视频观看指南 抖音官网视频在线访问

本专题汇总了抖音网页版的入口链接、官方登录页面以及视频观看入口,帮助用户快速访问抖音网页版,提供免登录访问方式和直接进入视频播放页面的方法,确保顺利浏览和观看抖音视频。

22

2026.02.04

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
React 教程
React 教程

共58课时 | 4.6万人学习

Pandas 教程
Pandas 教程

共15课时 | 1万人学习

ASP 教程
ASP 教程

共34课时 | 4.5万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号