在 C++ 中限制“auto”是否违背了它的目的？

Question

在 C++20 中，我们现在能够将auto关键字限制为仅属于特定类型。因此，如果我有一些如下所示的代码，没有任何限制：

auto something(){
  return 1;
}

int main(){
  const auto x = something();
  return x;
}

这里的变量x被推导为一个int。然而，随着 C++20 的引入，我们现在可以将 约束auto为某种类型，如下所示：

std::integral auto something(){
  return 0;
}

int main(){
  const auto x = something();
  return x;
}

这不是违背了来这里的目的吗auto？如果我真的需要一个std::integral数据类型，我不能完全省略吗auto？我是否完全误解了使用auto？

Answer 1

对推导类型的约束auto并不意味着它需要是特定类型，而是意味着它需要是满足约束的一组类型之一。请注意，约束和类型不是同一件事，并且它们不可互换。

例如，像std::integral 这样的概念将推导类型限制为整数类型，例如intor long，但不是float, or std::string。

如果我真的需要一个std::integral数据类型，我不能完全省略吗auto？

原则上，我想你可以，但这至少会导致解析困难。例如在声明中

foo f = // ...

是foo类型，还是类型的约束？

而在当前语法中，我们有

foo auto f = // ...

毫无疑问，这foo是对 的类型的限制f。

Answer 2

如果我真的需要一种std::integral数据类型，我不能完全省略 auto 吗？

不，因为std::integral它不是一种类型，而是一个概念，是对类型的约束（或者如果你愿意的话，是一组类型而不是单个类型）。

这不是违背了 auto 的目的吗？

C++11 中的最初目的auto是告诉编译器：无论你推导出什么类型。^*

对于 C++20，auto有一个扩展的用例 - 以及一个概念，对类型的约束。auto 仍然告诉编译器：无论你推导出什么类型- 但推导也必须遵守约束。

_{* - 忽略常量、左/右值引用等问题。}

Answer 3

概念通常只是将错误移到编译的早期，并使代码更具可读性（因为概念名称是向读者提示您对类型的要求）。

改写：

您很少会以适用于每种类型的方式使用自动变量。

例如：

auto fn(auto x) {
    return x++;
}

如果你这样做，将不起作用：

f(std::string("hello"));

因为您无法递增std::string，所以错误类似于：

error: cannot increment value of type 'std::basic_string<char>'
    return x++;

如果将函数更改为：

auto fn(std::integral auto x) {
    return x++;
}

你会得到类似这样的错误：

:6:6: 注意：候选模板被忽略：不满足约束[with x:auto = std::basic_string] auto fn(std::integral auto x) {

对于一个小例子来说，这并不重要，但对于实际代码，通常 fn 会调用 fn2 调用 fn3... 并且您会在 std/boost/... 实现文件深处得到错误。

因此，通过这种方式，概念将错误转移到第一个函数调用的位置。