闲话小叙：C++11的发布让C++迎来了2.0时代，引入了很多有用的新特性。然而这是一个隔了10多年才发布的2.0版本，其他的语言都发布N代了，所以C++11的一些新特性对别的语言来说已经是旧特性了，一点都不奇怪。比如auto、regex、lambda、tuple等等。幸而C++标准委员会已经决定要以三年一小改六年一大改的速度更新了，所以下一个时代的C++就是C++17，里面会有什么令人期待的让C++重新领先的理念呢。也许概念检查(Concept Check)就是其中一个吧。

概念检查是C++模板编程中很有用的工具，可以把错误从运行期提前到编译期。Boost以库的方式提供了这个功能，比如我要写一个针对容器的函数，就要这样用：

template
     
      void print(Con C){    BOOST_CONCEPT_ASSERT((Container
      
       ));    .....}
      
     

当传入的类型不符合std容器的定义时，就会编译报错。研究一下它的源代码，发现是这样的：

1 BOOST_concept(Container,(C)) 2     : Assignable
     
       3   { 4     typedef typename C::value_type value_type; 5     typedef typename C::difference_type difference_type; 6     typedef typename C::size_type size_type; 7     typedef typename C::const_reference const_reference; 8     typedef typename C::const_pointer const_pointer; 9     typedef typename C::const_iterator const_iterator;10 11       BOOST_CONCEPT_USAGE(Container)12       {13           BOOST_CONCEPT_ASSERT((InputIterator
      
       ));14           const_constraints(c);15       }16 17    private:18       void const_constraints(const C& cc) {19           i = cc.begin();20           i = cc.end();21           n = cc.size();22           n = cc.max_size();23           b = cc.empty();24       }25       C c;26       bool b;27       const_iterator i;28       size_type n;29   };
      
     

其本质就是检查一下传入的类型有没有定义value_type、size_type等类型，然后调用一下begin()、end()等函数。

原理并不复杂，然而一旦出错，那错误信息简直是乱七八遭。因此C++17的提案里虽然有概念检查，但并不是基于Boost的方式，它重新设计，然后以语法的方式实现了。同样的理念，以语法的方式实现是坠吼的了。

新的概念检查可以见这里：http://en.cppreference.com/w/cpp/language/constraints。

通过它，就可以写出下面这样的代码，非常酷。第一眼看到时简直不敢相信这还是C++！

auto f(Container) -> Sortable; Sortable x = f(y);  void g1(const EqualityComparable*, Incrementable&);// 隐式模板，等价于：// template
     
      // void g1(const T*, U&);
     

 

程序员可以定义一些概念，比如（Sortable、Numeric），然后把它们像"typename"一样用。不同的是typename指代任何类型，而这些概念只代表符合某种要求的类型，当不符合时会编译不通过。而且诊断信息会更明确，比如：

std::list
     
       l = {
   3,-1,10};std::sort(l.begin(), l.end()); //Typical compiler diagnostic without concepts://  invalid operands to binary expression ('std::_List_iterator
      
       ' and//  'std::_List_iterator
       
        ')//                           std::__lg(__last - __first) * 2);//                                     ~~~~~~ ^ ~~~~~~~// ... 50 lines of output ...////Typical compiler diagnostic with concepts://  error: cannot call std::sort with std::_List_iterator
        
         //  note:  concept RandomAccessIterator
         
          
           > was not satisfied
          
         
        
       
      
     

使用concepts后编译器会直接告诉你std::list的Iterator不符合随机迭代器的要求。

我看到后兴奋地与果粉讨论，他问：“如果传给Numeric的是自定义类呢？”。我一愣，说：“可以让自定义类定义类型转换运行符operator double()啊！”。这才意识到概念检查毕竟还没有发布，还是有一些需要完善的地方。仔细一想，如果能在定义类的时候也用上概念检查就好了，比如：

template
     
      class my_num : Comparable，Numeric{//    实现operator= 与 operator<   // 实现operator double}
     

这看起来很像接口，没错，就是这样，也许C++应该引入接口了。而且事实上C++标准里已经有东西很像接口了，比如enable_shared_from_this。