如何使用概念在 C++ 20 中提供默认实现？

Question

我正在试验使用conceptC++20 中引入的 s 作为静态接口的可能性。到目前为止，我做得很好，只是我无法找到一种为概念提供“默认实现”的方法。

例如，我有一个名为 的概念ByteBuffer，它是这样表述的：

template <typename T>
concept ByteBuffer = requires (T t) {
  { t.read_byte() } noexcept -> std::convertible_to<uint8_t>;
  { t.has_byte() } noexcept -> std::same_as<bool>;

  /* default implementation for `t.read_until(...)`? */
};

从逻辑上讲，我应该能够为t.read_until(...)（省略参数）提供默认实现，并允许具体实现覆盖默认实现。有办法吗？我该怎么做？

如果这是不可能的，我认为添加这样的能力是合理的。

目前，我不得不求助于 CRTP 来提供一个外观类，我认为它比我想象的更加多余。

Answer 1

概念不是基类。事实上，概念与其任何模板参数都没有显式或隐式关系。

概念只做一件事：验证特定模板参数集是否适合在实例化特定模板时使用。仅此而已。

概念包含一系列表达式和术语，它们应该对给定的模板参数有效。这就是确定一组模板参数对于特定用途是否有效所需的全部内容，这就是所有概念提供的内容。

如果您需要某种默认功能，则必须使用替代的 C++ 机制来做到这一点。最简单的是一个有自己约束的效用函数：

template<typename T>
concept ByteBufferReadUntil = ByteBuffer<T> &&
  requires(T bb) //Add parameters as appropriate
  {
    { t.read_until() } noexcept -> std::same_as<bool>;
  };

template<ByteBuffer T>
  requires ByteBufferReadUntil<T>
bool read_byte_buffer_until(T &bb)
{
  return t.read_until();
}

template<ByteBuffer T>
bool read_byte_buffer_until(T &bb)
{
  //default implementation for `t.read_until(...)`
}

所以每当你想read_until为一个任意的做的时候ByteBuffer，你就调用read_byte_buffer_until.

Answer 2

概念实际上只是对类型的约束，因此向概念添加“默认实现”是没有意义的。相反，您可以做的是为 提供默认实现read_until，并使用它，除非某些ByteBuffer类型提供了自己的实现。

首先，您可以编写一个单独的概念来检查read_until：

template <typename T>
concept Readable = requires (T t) {
 { t.read_until() } noexcept -> std::same_as<void>;  // takes no arguments, and returns void for demonstration
};

然后您可以为不提供此功能的类型提供默认实现：

template <typename T>
void read_until_impl(T t) {
   std::cout << "default implementation";
}

template <Readable T>
void read_until_impl(T t) {
    t.read_until();  // call provided member function
}

然后一些使用ByteBuffer类型的函数可以像这样调用函数：

template <ByteBuffer T>
void use(T t) {
    read_until_impl(t);
}

这是一个演示。