CppCoreGuidelines T.21 在概念中规定一组操作操作符号

02 September 2023

“Require a complete set of operations for a concept”

理由

更容易理解。提升互操作性。给实现人员和维护人员更多帮助信息。

注意

这条是通用规则“概念必须提供语义信息”的特定变体。

坏例子

template<typename T> concept Subtractable = requires(T a, T b) { a-b; };

这样其实没有语义信息。你需要至少定义 + 和 - 操作。

定义完全的例子：

算术操作： + ， - ， * ， / ， += ， -= ， *= ， /=
比较操作： < ， <= , >= ， == ， !=

注意

此规则在没有 concept 语言支持的情况下，也适用。此规则是一般化的设计规则，对非模板也适用。

class Minimal {
    // ...
};

bool operator==(const Minimal&, const Minimal&);
bool operator<(const Minimal&, const Minimal&);

Minimal operator+(const Minimal&, const Minimal&);
// no other operators

void f(const Minimal& x, const Minimal& y)
{
    if (!(x == y)) { /* ... */ }    // OK
    if (x != y) { /* ... */ }       // surprise! error

    while (!(x < y)) { /* ... */ }  // OK
    while (x >= y) { /* ... */ }    // surprise! error

    x = x + y;          // OK
    x += y;             // surprise! error
}

这个例子限制了用户，用户会很吃惊。效率也很不好。

这条规则的意思其实是说我们定义一个概念的时候，应该从数学角度映射一组一致的操作。

例子

class Convenient {
    // ...
};

bool operator==(const Convenient&, const Convenient&);
bool operator<(const Convenient&, const Convenient&);
// ... and the other comparison operators ...

Convenient operator+(const Convenient&, const Convenient&);
// ... and the other arithmetic operators ...

void f(const Convenient& x, const Convenient& y)
{
    if (!(x == y)) { /* ... */ }    // OK
    if (x != y) { /* ... */ }       // OK

    while (!(x < y)) { /* ... */ }  // OK
    while (x >= y) { /* ... */ }    // OK

    x = x + y;     // OK
    x += y;        // OK
}

要提供全部的操作符似乎是很繁琐，但是并不困难。理想的情况下，开发语言应当支持此规则，默认提供比较操作给你。

强化

标记哪些提供一部分操作符子集的类，比如，提供了 == 但是没有 != 或提供了 + 但是不提供 - 。是的， std::string 只提供了部分操作符，但是现在修改的话太晚了。

technology 481

CppCoreGuidelines 474