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C++ Academy · 课时

使用 requires 定义概念

使用 requires 表达式和约束定义自定义概念

使用 requires 定义概念 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 2 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C++ Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

concept 关键字

使用 template <params> concept Name = expression; 声明概念。该表达式必须是编译时布尔值。

template <typename T>
concept Integer = std::is_integral_v<T>;

组合类型特征

使用逻辑运算符将多个类型特征组合成一个概念。

template <typename T>
concept SignedInteger = std::is_integral_v<T> && std::is_signed_v<T>;

requires 表达式

一种表达力更强的形式：列出类型必须支持的操作。

template <typename T>
concept Addable = requires(T a, T b) {
    a + b;
};

复合要求

在 requires 中，您可以指定结果类型和其他约束。

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

嵌套要求

在 requires 表达式中加入 requires，以引入命名概念。

template <typename T>
concept Sortable = requires(T t) {
    { t.begin() };
    { t.end() };
    requires std::movable<typename T::value_type>;
};

类型要求

您可以要求某个类型具有特定的嵌套类型或别名。

template <typename T>
concept HasValueType = requires {
    typename T::value_type;
};

在模板中使用概念

三种语法：

// 1. Replace typename
template <Integer T>
T increment(T x) { return x + 1; }

// 2. requires after template parameters
template <typename T>
    requires Integer<T>
T increment(T x) { return x + 1; }

// 3. requires after function signature
template <typename T>
T increment(T x) requires Integer<T> {
    return x + 1;
}

概念与 auto 参数

简写函数模板同样可以添加约束。

void process(Integer auto x) { std::cout << x; }

多个约束

使用 && 和 || 组合概念。

template <std::integral T, std::integral U>
    requires (sizeof(T) >= sizeof(U))
T promote(U value) { return static_cast<T>(value); }

命名约定

大多数代码使用 CamelCase 命名概念。有些库使用小写形式（与标准库保持一致）。请选择一种约定并始终遵循。

类模板中的概念

以同样的方式为类模板添加约束。

template <std::integral T>
class Counter { T value_; /* ... */ };

可复用概念

定义一个由小型概念组成的库，并将它们组合起来。可复用概念能让模板自文档化，也更易于维护。

快速检查

在 requires 表达式中，哪种语法可以检查 a + b 的结果是否可转换为 T？

回顾

使用 concept Name = expression 定义概念。使用 requires 表达式指定基于操作的约束，包括复合要求、嵌套要求和类型要求。使用 && 和 || 组合概念，以表达丰富的约束。

常见问题解答

「使用 requires 定义概念」课时是免费的吗？

是的 — 「使用 requires 定义概念」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C++ Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

「使用 requires 定义概念」这节课中我会学到什么？

使用 requires 表达式和约束定义自定义概念 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C++ Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课，共 4 节。

「使用 requires 定义概念」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 概念为何优于 SFINAE
  2. 使用 requires 定义概念
  3. 在模板和 auto 中使用概念
  4. 常见标准概念：Integral、Ranges
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