C++的未来之路：C++0x概览
新客网 XKER.COM 2006-05-08 来源： 收藏本文
接下来，我们对该vector进行排序：
| sort(v); |
为了在STL的框架内做这件事，我们必须针对容器和迭代器对sort进行重载。例如：
| // 使用 < 对容器排序 template<Container C> void sort(C& c); // 使用 Cmp 对容器排序 template<Container C, Predicate Cmp> where Can_call_with<Cmp,typename C::value_type> void sort(C& c, Cmp less); // 使用 < 对序列排序 template<Random_access_iterator Ran> void sort(Ran first, Ran last); // 使用 Cmp 对序列排序 template<Random_access_iterator Ran, Predicate Cmp> where Can_call_with<Cmp,typename Ran::value_type> void sort(Ran first, Ran last, Cmp less); |
这里演示了C++0x目前提议中最具意义的扩展部分（也是有可能被接受的部分）：concepts。基本上，一个concept就是一个type的type，它指定了一个type所要求的属性。在这个例子中，concept Container用于指定前两个版本的sort需要一个满足标准库容器要求的实参，where子句用于指定模板实参之间所要求的关系：即判断式（predicate）可以被应用在容器的元素类型上。有了concepts，我们就可以提供比目前好得多的错误消息，并区分带有相同数目实参的模板，例如：
| sort(v, Case_insensitive_less()); // 容器与判断式 |
和
| sort(v.begin(), v.end()); // 两个随机访问迭代器 |
在concepts的设计中存在的最大的困难是维持模板的灵活性，因此我们不要求模板实参适合于类层次结构或要求所有操作都能够通过虚函数进行访问（就象Java和C#的泛型所做的那样）。在这些语言的泛型中，实参的类型必须是派生自泛型定义中指定的接口（在C++中类似于接口的是抽象类）。这意味着所有的泛型实参都必须适合于某个类层次结构。这将要求部分开发人员在设计的时候就做一些不合理的预设，从而为他们强加一些不必要的约束。例如，如果你编写了一个泛型类，而我又定义了一个类，只有在我知道你指定的接口、并将我的类从该接口派生的情况下，人们才可以将我的类用作这个泛型类的实参。这种限制太过严格。
当然对于这种问题总有解决办法，但那会使代码变得复杂化。另一个问题是我们不能直接在泛型中使用内建类型。因为内建类型（例如int）并不是类，也就没有泛型中指定接口所要求的函数——这时候你必须为这些内建类型做一个包装器类，然后通过指针来间接地访问它们。另外，在泛型上的典型操作会被实现为一个虚函数调用。那样的代价可能相当高（相对于仅仅使用简单的内建操作来说，比如+或者<）。以这种方式来实现的泛型，只不过是抽象类的“语法糖”。
有了concepts之后，模板将保持它们的灵活性和性能。在委员会可以接受一个具体的concept设计之前，仍然有很多工作要做。然而，由于承诺显著更好的类型检查、更好的错误信息和更好的表达力，concepts将成为一个极有可能的扩展。它将使得我们从目前的标准容器、迭代器、和算法开始就能设计出更好的程序库接口。 最后，考虑最后一行用于输出我们的vector元素的代码：
| for (auto p = v.begin(); p!=v.end(); ++p) cout << *p << endl; |
这儿与C++98的区别在于我们不需要提及迭代器的类型：auto的含义是“从初始化器（initializer）中推导出所声明的变量的类型”。这种对auto的使用方式可以大大消除当前替代方式所导致的冗长和易出错的代码，例如：
| for (vector< double, My_alloc<double> >::const_iterator p = v.begin(); p!=v.end(); ++p) cout << *p << endl; |
这儿提到的新的语言特性的目标都在于简化泛型编程，原因在于泛型编程已经是如此流行，“使得现有语言设施受到了很大的压力”。许多“modern”的泛型编程技术接近于“write only”技术，并有孤立于其用户的危险。为了使得泛型编程成为主流（就象面向对象编程成为主流那样），我们必须使模板代码更易于阅读、编写、和使用。许多目前的用法只管编写时候的好处。但真正好的代码应该简洁（相对于它要做的事情来说）、易于检查、和易于优化（也就是高效）。这就意味着许多简单的思想可以在C++0x中简单地进行表达，并且结果代码坚定不移得高效。在C++98中前者的情况可不是这样，至少对于非常大范围的依赖于模板的技术的情况不是如此。借助于更好的类型检查和类型信息更广泛的使用，C++代码将会变得更简短、清晰、易于维护，也更容易获得正确性。
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