使用概念检查 (Concept Checks)

使用概念检查 (Concept Checks) - Boost C++ 函数库

使用概念检查 (Concept Checks)

对于每个概念，都有一个概念检查类模板，可用于确保给定的类型（或一组类型）符合该概念。Boost 概念检查库 (BCCL) 包含了 C++ 标准库所使用的所有概念以及其他一些概念的检查类模板。请参阅参考部分以获取完整列表。此外，其他 Boost 库也附带了特定于这些库的概念的检查类。例如，有图概念 (graph concepts) 和属性映射概念 (property map concepts)。同样，每当**任何人**在编写函数模板时需要表达现有概念尚未涵盖的需求时，都应创建一个新的概念检查类。如何执行此操作在创建概念检查类中有说明。

BCCL 中概念检查类的一个示例是EqualityComparable类。该类对应于 C++ 标准 20.1.1 节中描述的 EqualityComparable（相等可比较）要求，以及 SGI STL 中记录的 EqualityComparable 概念。

template <class T>
struct EqualityComparable;

模板参数是要检查的类型。也就是说，EqualityComparable<T>的目的在于确保T符合 EqualityComparable 概念。

`BOOST_CONCEPT_ASSERT()`

检查概念需求最通用的方法是使用 BOOST_CONCEPT_ASSERT() 宏。您可以在任何作用域中使用此宏，只需传入括在括号中的概念检查模板特化即可。注意：这意味着调用 BOOST_CONCEPT_ASSERT 时看起来会使用双重括号。

// In my library:
template <class T>
void generic_library_function(T x)
{
  BOOST_CONCEPT_ASSERT((EqualityComparable<T>));
  // ...
};

template <class It>
class generic_library_class
{
  BOOST_CONCEPT_ASSERT((RandomAccessIterator<It>));
  // ...
};

// In the user's code:  
class foo {
  //... 
};

int main() {
  foo x;
  generic_library_function(x);
  generic_library_class<std::vector<char>::iterator> y;
  //... 
}

`BOOST_CONCEPT_REQUIRES`

拟议的 C++0x 声明概念约束函数模板的语法的优点之一是约束作为函数声明的一部分存在，因此客户端可以看到它们。BOOST_CONCEPT_ASSERT 只能在函数模板定义中表达约束，这会将约束隐藏在函数体中。除了失去自文档化接口外，仅在函数体中断言一致性可能会在以下情况下不必要地延迟检查：函数是在与调用它的转换单元不同的转换单元中显式实例化的，或者编译器执行链接时实例化。

该BOOST_CONCEPT_REQUIRES宏可用于函数模板声明中，以检查某种类型是否符合某个概念。它接受两个参数：一个约束列表和函数模板的返回类型。约束列表的形式是一系列相邻的概念检查模板特化，位于双重括号中，函数的返回类型也必须括在括号中。例如，标准的 stable_sort 算法可以声明如下

template <class RanIter>
BOOST_CONCEPT_REQUIRES(
    ((Mutable_RandomAccessIterator<RanIter>))
    ((LessThanComparable<typename Mutable_RandomAccessIterator<RanIter>::value_type>)),
    (void)) // return type
    stable_sort(RanIter,RanIter);

请注意，该算法要求迭代器的值类型必须是 LessThanComparable（小于可比较的），并且它通过 Mutable_RandomAccessIterator 概念检查模板访问该值类型。通常，Boost 概念检查类将关联类型公开为嵌套的成员 typedef，以便您可以使用此语法，这模仿了为下一版本 C++ 提议的概念支持中所使用的方法。

多类型概念

某些概念处理不止一种类型。在这种情况下，相应的概念检查类将具有多个模板参数。以下示例显示了BOOST_CONCEPT_REQUIRES是如何与 ReadWritePropertyMap 概念一起使用的，该概念采用两个类型参数：属性映射和映射的键类型。

template <class G, class Buffer, class BFSVisitor, 
          class ColorMap>
BOOST_CONCEPT_REQUIRES(
  ((ReadWritePropertyMap<ColorMap, typename IncidenceGraph<G>::vertex_descriptor>)),
  (void)) // return type
breadth_first_search(G& g, 
  typename graph_traits<IncidenceGraph>::vertex_descriptor s, 
  Buffer& Q, BFSVisitor vis, ColorMap color)
{
  typedef typename IncidenceGraph<G>::vertex_descriptor Vertex;
  ...
}

虽然概念检查是为通用库实现者设计的，但它们对最终用户也很有用。有时人们可能不确定某种类型是否符合特定概念。至少，通过创建一个小程序并使用BOOST_CONCEPT_ASSERT处理相关类型和概念，可以轻松检查语法要求。例如

// Make sure list<int> has bidirectional iterators.
BOOST_CONCEPT_ASSERT((BidirectionalIterator<std::list<int>::iterator>));

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Jeremy Siek(jsiek@osl.iu.edu) Andrew Lumsdaine(lums@osl.iu.edu), 2007 David Abrahams.

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