需要表达式 (从 C++20 开始)
生成类型为 bool 的 prvalue 表达式，该表达式描述了约束条件。
内容 |
[编辑] 语法
requires { requirement-seq } |
(1) | ||||||||
requires ( parameter-list (可选) ) { requirement-seq } |
(2) | ||||||||
| parameter-list | - | 一个参数列表 |
| requirement-seq | - | 一系列需求，每个需求都是以下之一 |
[编辑] 解释
需求可以引用作用域内的模板参数，parameter-list的参数，以及封闭上下文中可见的任何其他声明。
在声明模板实体时，将模板参数代入 requires 表达式可能会导致其需求中形成无效类型或表达式，或违反这些需求的语义约束。在这种情况下，requires 表达式将评估为false，并且不会导致程序格式错误。代入和语义约束检查按词法顺序进行，并在遇到确定 requires 表达式结果的条件时停止。如果代入（如果有）和语义约束检查成功，则 requires 表达式将评估为true.
如果对于每个可能的模板参数，requires 表达式都会出现代入失败，则程序格式错误，无需诊断。
template<class T> concept C = requires { new int[-(int)sizeof(T)]; // invalid for every T: ill-formed, no diagnostic required };
如果 requires 表达式在其需求中包含无效类型或表达式，并且它没有出现在模板实体的声明中，则程序格式错误。
[编辑] 局部参数
requires 表达式可以使用参数列表引入局部参数。这些参数没有链接、存储或生命周期；它们仅用作定义需求的符号。
每个参数的类型由与确定函数参数的实际类型相同的方式确定。
template<typename T> concept C = requires(T p[2]) { (decltype(p))nullptr; // OK, p has type T* };
如果满足以下任何条件，则程序格式错误。
- 局部参数具有默认参数。
- 参数列表以省略号结束。
template<typename T> concept C1 = requires(T t = 0) // Error: t has a default argument { t; }; template<typename T> concept C2 = requires(T t, ...) // Error: terminates with an ellipsis { t; };
[编辑] 需求
[编辑] 简单需求
简单需求是一个任意表达式语句，它不以关键字requires开头。它断言该表达式是有效的。表达式是一个未经评估的操作数；仅检查语言正确性。
template<typename T> concept Addable = requires (T a, T b) { a + b; // "the expression “a + b” is a valid expression that will compile" }; template<class T, class U = T> concept Swappable = requires(T&& t, U&& u) { swap(std::forward<T>(t), std::forward<U>(u)); swap(std::forward<U>(u), std::forward<T>(t)); };
以关键字requires开头的需求始终被解释为嵌套需求。因此，简单需求不能以未加括号的 requires 表达式开头。
[编辑] 类型需求
类型需求是关键字typename后跟一个类型名称，可选地进行限定。该需求是命名类型是有效的：这可用于验证是否存在某个命名的嵌套类型，或类模板特化是否命名一个类型，或别名模板特化是否命名一个类型。命名类模板特化的类型需求不需要类型是完整的。
template<typename T> using Ref = T&; template<typename T> concept C = requires { typename T::inner; // required nested member name typename S<T>; // required class template specialization typename Ref<T>; // required alias template substitution }; template<class T, class U> using CommonType = std::common_type_t<T, U>; template<class T, class U> concept Common = requires (T&& t, U&& u) { typename CommonType<T, U>; // CommonType<T, U> is valid and names a type { CommonType<T, U>{std::forward<T>(t)} }; { CommonType<T, U>{std::forward<U>(u)} }; };
[编辑] 复合需求
复合需求的形式如下：
{ expression } noexcept(可选) return-type-requirement (可选) ; |
|||||||||
| return-type-requirement | - | -> type-constraint |
并断言命名表达式的属性。代入和语义约束检查按以下顺序进行
template<typename T> concept C2 = requires(T x) { // the expression *x must be valid // AND the type T::inner must be valid // AND the result of *x must be convertible to T::inner {*x} -> std::convertible_to<typename T::inner>; // the expression x + 1 must be valid // AND std::same_as<decltype((x + 1)), int> must be satisfied // i.e., (x + 1) must be a prvalue of type int {x + 1} -> std::same_as<int>; // the expression x * 1 must be valid // AND its result must be convertible to T {x * 1} -> std::convertible_to<T>; };
[编辑] 嵌套需求
嵌套需求的形式如下：
requires constraint-expression ; |
|||||||||
它可以用于根据局部参数指定额外的约束。如果存在，则代入的模板参数必须满足constraint-expression。将模板参数代入嵌套需求只会对constraint-expression进行代入，以确定constraint-expression是否满足。
template<class T> concept Semiregular = DefaultConstructible<T> && CopyConstructible<T> && CopyAssignable<T> && Destructible<T> && requires(T a, std::size_t n) { requires Same<T*, decltype(&a)>; // nested: "Same<...> evaluates to true" { a.~T() } noexcept; // compound: "a.~T()" is a valid expression that doesn't throw requires Same<T*, decltype(new T)>; // nested: "Same<...> evaluates to true" requires Same<T*, decltype(new T[n])>; // nested { delete new T }; // compound { delete new T[n] }; // compound };
[编辑] 注意
关键字requires也用于引入requires 子句。
template<typename T> concept Addable = requires (T x) { x + x; }; // requires-expression template<typename T> requires Addable<T> // requires-clause, not requires-expression T add(T a, T b) { return a + b; } template<typename T> requires requires (T x) { x + x; } // ad-hoc constraint, note keyword used twice T add(T a, T b) { return a + b; }
[编辑] 关键字
[编辑] 缺陷报告
以下更改行为的缺陷报告已追溯应用于先前发布的 C++ 标准。
| DR | 应用于 | 已发布的行为 | 正确的行为 |
|---|---|---|---|
| CWG 2560 | C++20 | 不清楚在 requires 表达式中是否调整参数类型 | 也调整 |
[编辑] 参考文献
- C++23 标准（ISO/IEC 14882:2024）
- 7.5.7 Requires 表达式 [expr.prim.req]
- C++20 标准（ISO/IEC 14882:2020）
- 7.5.7 Requires 表达式 [expr.prim.req]
[编辑] 参见
| 约束和概念(C++20) | 指定对模板参数的要求 |
