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C++20 新特性解析

article 2025/2/13 2:20:00

1. 概念（Concepts）

概念是 C++20 引入的一项重要特性，它允许程序员定义类型约束，从而在编译时检查模板参数是否符合某些要求。概念提供了模板参数的限制，使得模板代码更加可读和易于维护。

示例代码：

#include <iostream>
#include <concepts>

// 定义一个概念，要求类型必须支持 "==" 操作符
template <typename T>
concept EqualityComparable = requires(T a, T b) {
   
    {
    a == b } -> std::convertible_to<bool>;
};

// 使用概念约束模板
template <EqualityComparable T>
bool are_equal(const T& a, const T& b) {
   
    return a == b;
}

int main() {
   
    int x = 10, y = 10;
    std::cout << "Are x and y equal? " << are_equal(x, y) << std::endl;

    // 编译错误：std::string 不支持此概念的 "==" 操作符
    // std::string s1 = "Hello", s2 = "World";
    // std::cout << are_equal(s1, s2) << std::endl;
}

2. 范围（Ranges）库

C++20 引入了 ranges 库，它提供了一组新的算法和视图操作，使得处理序列（如容器和数组）更加简单和灵活。

示例代码：

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>

int main() {
   
    std::vector<int> nums = {
   1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用 ranges 处理序列
    auto even_nums = nums | std::ranges::views::filter([](int n) {
    return n % 2 == 0; });

    std::cout << "Even numbers: ";
    for (int n : even_nums) {
   
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

3. 协程（Coroutines）

协程是 C++20 引入的重要特性之一，它使得异步编程更加简洁。通过 co_await, co_yield, 和 co_return 关键字，C++20 提供了对协程的支持。

示例代码：

#include <iostream>
#include <coroutine>

// 简单的协程例子
struct Generator {
   
    struct promise_type {
   
        int value;
        auto get_return_object() {
    return Generator{
   *this}; }
        auto initial_suspend() {
    return std::suspend_always{
   }; }
        auto final_suspend() noexcept {
    return std::suspend_always{
   }; }
        void return_void() {
   }
        void unhandled_exception() {
   }
        auto yield_value(int val) {
   
            value = val;
            return std