C ++的概念和Rust的特征之间有什么异同？

Question

在Rust中，抽象的主要工具是traits。在C ++中，有两种用于抽象的工具：抽象类和模板。为了摆脱一些使用模板的缺点（例如，硬盘读取错误消息），C ++引入的概念，这是“命名集的要求”。

这两个功能似乎非常相似：

• 定义特征/概念是通过列出要求来完成的。
• 两者都可以用于绑定/限制通用/模板类型参数。
• Rust特征和带有概念的C ++模板都是单态化的（我知道Rust特征也可以用于动态调度，但这是另外一回事了）。

但据我了解，也存在显着差异。例如，C ++的概念似乎定义了一组必须有效的表达式，而不是列出函数签名。但是那里有很多不同且令人困惑的信息（也许是因为概念仅出现在C ++ 20中？）。这就是为什么我想知道：C ++概念和Rust的特性之间的区别和相似之处到底是什么？

是否存在仅概念或特征提供的功能？例如，Rust的关联类型和const如何？还是用多个特征/概念来界定一个类型？

Answer 1

免责声明：我还没有使用过概念，我对它们所了解的全部来自各种建议和建议，因此，请一筹莫展。

运行时多态

Rust特性既用于编译时多态，有时也用于运行时多态。概念仅与编译时多态有关。

结构与标称。

概念和特征之间的最大区别在于概念使用结构化类型，而特征使用名义类型：

• 在C ++中，类型从不明确地满足概念。如果碰巧满足所有要求，它可能“偶然地”满足它。
• 在Rust中，特定的语法构造impl Trait for Type用于显式指示类型实现了Trait。

有很多后果。通常，从可维护性的角度来看，标称键入更好-对特质增加了要求-而结构化键入更好地桥接了第三方库-库A的类型可以满足库B的概念而无需他们知道彼此的。

约束条件

特质是强制性的：

• 除非实现提供该方法的特征所必需的类型，否则不能在泛型类型的变量上调用任何方法。

概念完全是可选的：

• 可以在通用类型的变量上调用方法，而无需满足任何概念或以任何方式对其进行约束。
• 可以在满足概念（或多个概念）的泛型类型的变量上调用方法，而无需由任何概念或约束指定该方法。
• 约束（请参见注释）可以是完全临时的，无需使用命名的Concept即可指定要求；再一次，它们是完全可选的。

注意：约束是由requires子句引入的，用于指定临时要求或基于概念的要求。

要求

可表达的要求集是不同的：

• 概念/约束通过替换起作用，因此允许语言的全部宽度；要求包括：嵌套类型/常量/变量，方法，字段，用作另一个函数/方法的自变量的能力，用作另一个类型的泛型自变量的能力及其组合。
• 相比之下，特征仅允许一小部分要求：关联的类型/常量和方法。

过载选择

Rust没有临时重载的概念，重载仅由Traits发生，并且无法进行专门化。

C ++约束可用于按从最不特定到最特定的顺序对重载进行“排序”，因此编译器可以自动选择满足要求的最特定的重载。

注意：在此之前，在C ++中将使用SFINAE或标记分派来实现选择；健美操需要使用开放式过载组。

析取

我还不太清楚如何使用此功能。

Rust中的需求机制是纯加性的（conjunctions，aka &&），相比之下，在C ++ requires子句中可以包含析取项（aka ||）。