see #1: concepts demo

Author: changkun

book/zh-cn/10-cpp20.md

@@ -6,17 +6,19 @@ order: 10
 
 # 第 10 章 展望：C++20 简介
 
-> 内容修订中
-
 [TOC]
 
-本章对即将到来的 C++17 进行介绍，几个月前（2016 年），目前为止，还没有一个正式发布的编译器来编译 C++17 特性的代码，本节作为扩展主题，供对 C++ 的历史进程及其未来发展感兴趣的读者阅读。
-
-C++ 组委会在讨论投票最终确定 C++17 有很多提案，诸如 **Concepts**/**Ranges**/**Module** 等等，其中最受关注的就是 **Concepts**，可惜这一提案最终被拒，作为技术规范(Technical Specifications, TS) 将其发布。
+C++20 如同 C++17 一样，似乎能够成为一个振奋人心的更新。例如，早在 C++11 时期就跃跃欲试呼声极高却最终落选的 `Concept`，如今已经箭在弦上。
+C++ 组委会在讨论投票最终确定 C++20 有很多提案，诸如 **Concepts**/**Module**/**Coroutine**/**Ranges**/ 等等。
+本章我们就来一览 C++20 即将引入的那些重要特性。
 
-## Concepts TS
+## 概念与约束
 
-**Concepts** 是对 C++ 模板编程的进一步增强扩展。简单来说，**Concepts** 是一种编译期的特性，它能够让编译器在编译期时对模板参数进行判断，从而大幅度增强我们在 C++ 中模板编程的体验。使用模板进行编程时候我们经常会遇到各种令人发指的错误，这是因为到目前为止我们始终不能够对模板参数进行检查与限制，例如下面简单的两行代码会造成大量的几乎不可读的编译错误：
+概念（Concepts）是对 C++ 模板编程的进一步增强扩展。简单来说，概念是一种编译期的特性，
+它能够让编译器在编译期时对模板参数进行判断，从而大幅度增强我们在 C++ 中模板编程的体验。
+使用模板进行编程时候我们经常会遇到各种令人发指的错误，
+这是因为到目前为止我们始终不能够对模板参数进行检查与限制。
+举例而言，下面简单的两行代码会造成大量的几乎不可读的编译错误：
 
 ```cpp
 #include <list>
@@ -28,11 +30,13 @@ int main() {
 }
 ```
 
-而这段代码出现错误的根本原因在于，`std::sort` 对排序容器必须提供随机迭代器，否则就不能使用，而我们知道 `std::list` 是不支持随机访问的。用 **Concepts** 的话来说就是：`std::list`中的迭代器不满足`std::sort`中随机迭代器这个 **Concepts**（概念） 的 **requirements**（要求）。有了 **Concepts**，我们就可以这样：
+而这段代码出现错误的根本原因在于，`std::sort` 对排序容器必须提供随机迭代器，否则就不能使用，而我们知道 `std::list` 是不支持随机访问的。
+用概念的语言来说就是：`std::list` 中的迭代器不满足 `std::sort` 中随机迭代器这个概念的约束（Constraint）。
+在引入概念后，我们就可以这样对模板参数进行约束：
 
 ```cpp
 template <typename T>
-requires Sortable<T> // Sortable 是一个 concept
+requires Sortable<T> // Sortable 是一个概念
 void sort(T& c);
 ```
 
@@ -49,23 +53,41 @@ void sort(T& c)
 void sort(Sortable& c); // c 是一个 Sortable 类型的对象
 ```
 
-遗憾的是，C++组委会没有将 **Concetps** 纳入新标准，而是将其作为TS正式发布（其实早在 C++11 最终定案之前就已经有 **Concepts** 的呼声了，但 Concepts TS 是2015年才完整正式发布），也就是我们现在看到的 Concepts TS。C++组委会拒绝将 Concepts 纳入新标准的原因其实很简单，并不是技术层面上的原因，纯粹是觉得它还不够成熟。
+我们现在来看一个实际的例子。
+
+TODO
+
+## 模块
+
+TODO
+
+## 合约
+
+TODO
+
+## 范围
+
+TODO
+
+## 协程
 
-Concepts TS 的发布到最后一次 C++17 的讨论会只相隔了不到四个月的时间，**Concepts** 的（唯一）实现只存在于一个未发布的 gcc 版本中。而 gcc 中关于 **Concepts** 的实现就是由撰写 Concepts TS 的人开发的，虽然它能够进行相关测试，但还没有认真讨论过这份 TS 会产生哪些不良后果，更何况这份 TS 都没有被测试过。此外，已知的 **Concepts** 的一个明显的作用就是去辅助实现 Ranges TS 等提案，但实际上它们也没有被选入 C++17，所以可以把 **Concepts** 继续延后。
+TODO
 
 ## 总结
 
-总的来说，类似于 Concepts/Ranges/Modules 这些令人兴奋的特性并没有入选至 C++17，这注定了 C++17 某种意义上来说相较于 C++11/14 依然只是小幅度更新，但我们有望在 C++2x 中看到这些东西的出现，这些内容对于一门已经三十多岁『高龄』的编程语言，依然是充满魅力的。
+总的来说，终于在 C++2a 中看到 Concepts/Ranges/Modules 这些令人兴奋的特性，
+这对于一门已经三十多岁『高龄』的编程语言，依然是充满魅力的。
 
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 ## 进一步阅读的参考资料
 
-1. [Final features of C++17](https://meetingcpp.com/index.php/br/items/final-features-of-c17.html)
-2. [C++17: will it be great or just ok?](https://codeplay.com/public/uploaded/filehost/0cbdaf_c++17post-oulu2016.pdf)
-3. [Why Concepts didn't make C++17？](http://honermann.net/blog/2016/03/06/why-concepts-didnt-make-cxx17/)
-4. [C++11/14/17/20 编译器支持情况](http://en.cppreference.com/w/cpp/compiler_support)
+- [Final features of C++17](https://meetingcpp.com/index.php/br/items/final-features-of-c17.html)
+- [C++17: will it be great or just ok?](https://codeplay.com/public/uploaded/filehost/0cbdaf_c++17post-oulu2016.pdf)
+- [Why Concepts didn't make C++17？](http://honermann.net/blog/2016/03/06/why-concepts-didnt-make-cxx17/)
+- [C++11/14/17/20 编译器支持情况](http://en.cppreference.com/w/cpp/compiler_support)
+- [C++ 历史](https://en.cppreference.com/w/cpp/language/history)
 
 ## 许可
 

book/zh-cn/appendix1.md

@@ -15,7 +15,7 @@ order: 11
 - [Ulrich Drepper. 每位程序员都需要知道的内存知识. 2007](https://people.freebsd.org/~lstewart/articles/cpumemory.pdf)
 - 待补充
 
-[返回目录](./toc.md) | [上一章](./10-cpp20.md) | [下一章](./12-appendix2.md)
+[返回目录](./toc.md) | [上一章](./10-cpp20.md) | [下一章 现代 C++ 的最佳实践](./appendix2.md)
 
 ## 许可
 

code/10/10.1.without.concepts.cpp

@@ -0,0 +1,8 @@
+#include <list>
+#include <algorithm>
+
+int main() {
+    std::list<int> l = {1, 2, 3};
+    // std::sort(l.begin(), l.end()); // tons of compile error
+    return 0;
+}

code/10/10.2.concepts.cpp

@@ -0,0 +1,66 @@
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <vector>
+#include <list>
+
+using namespace std;
+
+ template<typename T>
+concept bool Stringable = requires(T a){
+    {a.to_string()} -> string;
+};
+
+ template<typename T>
+concept bool HasStringFunc = requires(T a){
+    { to_string(a) } -> string;
+};
+
+struct Person {
+    double height, weight;
+    Person(double a, double b) : height(a), weight(b) {}
+    string to_string(){
+        return "weight: "+ std::to_string(weight) + ", height: "+ std::to_string(height);
+	}
+};
+
+
+namespace std {
+
+string to_string(list<int> l){
+    string s = "";
+    for(int a : l ){
+        s+=(" " + to_string(a) + " ");
+    }
+    return s;
+}
+
+}
+
+string to_string(std::vector<int> v){
+    string s = "";
+    for(int a : v ){
+        s += (" " +  to_string(a) + " ");
+    }
+    return s;
+}
+
+
+ void print(Stringable a){
+    std::cout << a.to_string() << std::endl;
+}
+
+ void print(HasStringFunc a){
+    std::cout << to_string(a) << std::endl;
+}
+
+ int main() {
+    std::list<int> l {1, 2, 3};
+    Person p(57, 170.0);
+    std::vector<int> v { 34, 23, 34, 56, 78};
+
+    print(p); // uses concept Stringable
+    print(l);
+    print(3); // uses concept HasStringFunc
+    // print(v); // error
+    return 0;
+}

code/10/Makefile

@@ -0,0 +1,7 @@
+all: $(patsubst %.cpp, %.out, $(wildcard *.cpp))
+
+%.out: %.cpp Makefile
+	clang++ $< -o $@ -std=c++2a -Xclang -fconcepts-ts -pedantic
+
+clean:
+	rm *.out