为什么概念细化不能使用简洁的语法

Question

在提炼概念时，标准中一贯的做法是完整地写出要提炼的概念。例如，在[concepts.integral] 中，SignedIntegral 精炼Integral，如下所示：

template<class T>
  concept Integral = is_integral_v<T>;
template<class T>
  concept SignedIntegral = Integral<T> && is_signed_v<T>;

为什么提炼的概念不能写成：

template<Integral T>
  concept SignedIntegral2 = is_signed_v<T>;

SignedIntegral2 似乎与SignedIntegral 具有相同的明显含义，但它甚至无法在 clang 上编译。这是有原因的吗？

Answer 1

SignedIntegral2 的声明格式不正确，因为[temp.concept]/4：

一个概念不应有相关的约束。

了解其中的原因很重要。概念基本上是谓词。他们的工作是接受一系列论据（最常见的是一系列类型）并说出概念是否满足。但是考虑一下这两种不同的实现会给出什么答案：

• SignedIntegral<int32_t> 是 true
• SignedIntegral<uint32_t> 是 false
• SignedIntegral<string> 是 false

但是：

• SignedIntegral2<int32_t> 是 true
• SignedIntegral2<uint32_t> 是 false
• SignedIntegral2<string> 是...未定义

概念的全部意义在于约束。建议的替代方案，SignedIntegral2 中的简洁声明 约束 类型参数 T 为 Integral。由于string 不满足Integral，我们甚至不能问它是否是SignedIntegral2。

换一种说法，SignedIntegral 是一个总函数，而 SignedIntegral2 是一个仅在 Integral 类型上定义的部分函数。如果我们将两者都写成函数，这可能会更清楚：

template <typename T>
constexpr bool SignedIntegral() { return Integral<T> && is_signed_v<T>; }

template <Integral T>
constexpr bool SignedIntegral2() { return is_signed_v<T>; }

重要的是概念始终是全函数，这就是不允许关联约束的原因。

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请注意，出于满足概念的目的，肯定可以将“未定义”视为false 的扩展，但这会给包含规则增加额外的皱纹，而且它肯定是不平凡的实现复杂性。当然，某些未来的标准可能会允许它们。我的水晶球目前在商店里，所以我不能确定。