C++ 中 Concepts 和 Type Traits 的区别

在本文中，我们将讨论 SFINAE 和 Concepts 之间的区别。在讨论它们的区别之前，我们必须了解 SFINAE 和 Concepts 及其特性。

什么是 SFINAE？

SFINAE 是 C++ 机制，它根据是否可以进行特定的类型替换来选择性地启用或禁用模板函数。由于替换失败而不会生成编译时错误，因此如果前一个重载导致不正确的类型或表达式，编译器可以尝试其他重载。在 SFINAE 的上下文中，使用 decltype 和 std::enable_if 可能会变得非常丑陋和令人困惑。它是一个有用但难以理解的东西，特别是对于涉及的案例，它经常给出模糊的错误消息。

模板类中的选择性实例化 - SFINAE：替换失败不是错误。它是第一个 C++ 方法，其中模板可以根据某些表达式或类型的有效性进行实例化。SFINAE 是一种早期的 C++ 方法，它允许模板根据特定表达式或类型的有效性进行选择性实例化。在模板实例化期间发生无效替换（例如，没有必要成员函数的类型）会导致“替换失败”。此失败被忽略，编译器会尝试下一个可能的重载或特化，而不是产生编译错误。

关键概念

SFINAE 的几个关键概念如下：

• 语法：SFINAE 通常使用 std::enable_if 和 decltype 有条件地激活或停用模板。
• 使用：SFINAE 通常使用相对复杂的语法编写，对于初级开发人员来说可能不太容易理解。
• 限制：错误消息大多不清楚，因为理解它们需要比前一段更高级的知识。

语法

它具有以下语法：

示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中的 SFINAE。

输出

 
SFINAE: Integral type detected with value 42   

什么是 Concepts？

Concepts 最初是在 C++20 中引入的，它们提供了一种简化且更容易的方法来通过指定类型要求来限制模板。开发人员可以使用 concept 关键字声明条件并应用它们。它显著减少了模板约束。Concepts 产生更清晰的代码，产生更容易理解的错误消息，并以优雅的方式处理复杂的约束，这一事实极大地有助于模板设计和调试过程。它们在更易于接近的同时也实现了这一目标，这与 SFINAE 不同；事实上，这也非常符合现代 C++ 的精神，使代码尽可能具有表现力和可管理性。

关键概念

• 语法：Concepts 使用 concept 关键字定义要求，然后通过 requires 子句在模板中使用这些要求。
• 使用：Concepts 使复杂的类型约束易于声明，并显著提高代码的可读性。
• 优点：更好的错误消息、易懂的代码和清晰的语法提高了开发人员的生产力并简化了代码维护。

语法

它具有以下语法：

示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中的 Concepts。

输出

 
Concepts: Integral type detected with value 42   

SFINAE 和 Concepts 之间的主要区别

SFINAE 和 Concepts 之间存在几个区别。一些主要区别如下：

结论

总之，SFINAE 和 Concepts 都限制了 C++ 中的模板，但 Concepts 以比 SFINAE 复杂的语法更具表现力、更现代、更友好的方式做到这一点。尽管 SFINAE 功能强大且在 C++20 之前一直很流行，但它会使代码冗长且难以理解，尤其是在处理复杂约束时。SFINAE 错误消息通常晦涩难懂，这使得代码维护和调试变得困难。Concepts 首次在 C++20 中引入，通过使用 concept 关键字和 requires 子句使模板约束的理解更加自然，从而编写出更具表现力且带有清晰错误消息的代码。由于 Concepts 提高了软件的可读性，并与现代 C++ 设计原则充分契合，因此它们是现代 C++ 模板限制上下文中的首选。