如何将 C++20 约束的多个返回类型要求合并为一个返回类型要求？答案

【问题标题】：How can I combine several return type requirements of C++20 constraints into one return type requirement?如何将 C++20 约束的多个返回类型要求合并为一个返回类型要求？
【发布时间】：2020-11-18 16:06:12
【问题描述】：

目前，我已经使用 C++20 constraints and concepts 实现了 Allocator 概念（指的是Boost proposal）：

#include <concepts>
#include <iterator>

template <class A>
concept allocator =
  std::copy_constructible<A> &&
  std::equality_comparable<A> &&
  requires(A a) {
    { a.allocate(0) } -> std::regular;
    { a.allocate(0) } -> std::constructible_from<std::nullptr_t>;
    { a.allocate(0) } -> std::equality_comparable_with<std::nullptr_t>;
    { a.allocate(0) } -> std::random_access_iterator;
    { *a.allocate(0) } -> std::same_as<typename A::value_type&>;
  };

您可以看到同一个allocate 函数有多个return-type-requirement。有没有办法将它们组合成一个 return-type-requirement，如下所示？

{ a.allocate(0) } -> std::regular &&
                     std::constructible_from<std::nullptr_t> &&
                     std::equality_comparable_with<std::nullptr_t> &&
                     std::random_access_iterator;

【问题讨论】：

标签： c++ c++20 c++-concepts

【解决方案1】：

不，你不能像这样组合类型约束，但你可以创建一个命名概念

template <class A>
concept allocate_result =
    std::regular<A> &&
    std::constructible_from<A, std::nullptr_t> &&
    std::equality_comparable_with<A, std::nullptr_t> &&
    std::random_access_iterator<A>;

并使用它

{ a.allocate(0) } -> allocate_result;
{ *a.allocate(0) } -> std::same_as<typename A::value_type&>;

您还可以通过容器类型参数化allocator_result 并合并最后一个条件：

template <class A, class Cont>
concept allocator_result =
    std::regular<A> &&
    std::constructible_from<A, std::nullptr_t> &&
    std::equality_comparable_with<A, std::nullptr_t> &&
    std::random_access_iterator<A> &&
    std::same_as<typename std::remove_pointer<A>::type, typename Cont::value_type&>;

template <class A>
concept allocator =
  std::copy_constructible<A> &&
  std::equality_comparable<A> &&
  requires(A a) {
    { *a.allocate(0) } -> allocator_result<A>;
  };

【讨论】：

【解决方案2】：

对于这种特殊情况，您应该更严格地遵循这个概念。 allocator_traits<A>::allocate 的返回类型必须为 allocator_traits<A>::pointer。所以这就是你应该测试的。 allocator_traits<A>::pointer 必须满足连续迭代器和可空指针的各种约束。

所以代码应该是这样的：

template<typename P>
concept nullable_pointer =
  std::regular<P> &&
  std::convertible_to<std::nullptr_t, P> &&
  std::assignable_from<P&, std::nullptr_t> &&
  std::equality_comparable_with<P, std::nullptr_t>
  

template<typename P>
concept allocator_pointer =
  nullable_pointer<P> &&
  std::contiguous_iterator<P>;

template<typename A>
concept allocator =
  std::copy_constructible<A> &&
  std::equality_comparable<A> &&
  requires(A a)
  {
    { a.allocate(0) } -> allocator_pointer;
  };

【讨论】：