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它到底想做什么邪恶的魔法！？！

我正在听一个关于草本萨特的问答环节，其中一个问题是关于概念的。Herb 提到它使编译器变慢（而源代码保持不变）并且该部分明显大于模板部分。

为什么这样做？我在哪里可以找到有关概念的文档？

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注意：以下答案（及其回答的问题）与旧的 C++0x 版本的概念有关，与添加到 C++20 的功能版本几乎没有关系。

首先，Herb 并没有说概念本身会使编译速度变慢。他说，概念化 C++ 标准库使任何使用 C++ 标准库的代码编译速度变慢。

其原因归结为几件事。

1：约束模板需要编译时间。

当您声明这样的类时：

template<typename T> class Foo {...};

编译器只是解析 Foo 并且做的很少。即使使用两阶段查找，编译器也不会在类 Foo 的编译中做很多事情。当然，它会存储它以备后用，但初始传递速度相对较快。

当您使用概念约束模板时：

template<ConceptName C> class Foo {...};

编译器必须做一些事情。它必须预先检查该类型的每次使用是否C符合概念ConceptName。这是编译器会推迟到实例化时间的额外工作。

您进行的概念检查越多，用于验证类型是否与概念匹配的编译时间就越多。

2：标准C++库使用了很多概念。

查看迭代器概念的数量：输入、输出、转发、双向、顺序、连续。委员会正在考虑将它们分解成更多。许多算法对于不同的迭代器概念会有多个版本。

这不包括范围概念（除了输出之外的每种迭代器概念都有一个）、std::string 的字符概念以及各种其他类型的东西。所有这些都必须编译和检查。

真正需要使其快速的概念是模块。编译器能够生成包含一系列预检查符号的模块文件，然后直接加载该文件而无需经过标准编译过程。直接从解析到符号创建。

请记住：对于您 #include 的每个 .cpp 文件，编译器必须读取该文件并对其进行编译。即使每次执行此操作时文件都是相同的，它仍然必须尽职尽责地读取文件并处理它。如果我们谈论的是概念化std::vector，它必须对模板进行所有概念检查。它仍然必须完成编译时所做的所有标准符号查找。等等。

想象一下，如果编译器不必这样做。想象一下，如果它可以直接从磁盘加载一堆符号和定义。根本不需要编译；只需引入符号和定义供其他代码使用。

它就像预编译的头文件只会更好。预编译的头文件被限制为每个 .cpp 文件只有一个，而您可以使用任意数量的模块。

遗憾的是，模块在这个过程中很早就从 C++0x 中删除了。如果没有模块，用概念约束标准库的编译速度总是比不受约束的版本慢。

请注意，Herb 误解了模块的用途（并不难，因为该功能的大多数初始概念都是他所说的：跨平台 DLL 等）。它们的核心基本目的是帮助编译时间，而不是使跨平台 DLL 工作。模块本身也不是跨平台的。

于 2011-06-22T22:59:35.260 回答
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由于这个问题已经很老了（从 2011 年开始），并且在撰写本文时（2020 年）最近发布了一些概念，我想澄清一些事情，只是为了不误导人们或阻止他们使用概念。

过去考虑的概念和现在发布的概念是完全不同的存在。C++20 中发布的概念也被称为“概念精简版”，因为与概念的初始设计相比，它们包含的功能有所减少。那么，从概念中拿走了什么？

主要区别在于概念的主要设计不仅用于检查模板使用的正确性，还用于检查该模板定义的正确性。例如，假设您有一个类型为 的模板Animal，它需要具有成员函数make_sound。你可以想象一个这样的约束函数模板：

template <typename Animal>
requires requires(Animal& x){
  x.make_sound();
}
int animal_tricks(Animal& x) {
  x.make_sound();
  x.do_trick();
}

现在，在概念的初始设计中，函数模板的定义animal_tricks将是不正确的，因为我们使用的是do_trick成员函数，它不是所需表达式的一部分。使用 C++20 精简版概念，这个概念的定义很好。编译器不会检查animal_tricks函数模板的正确性，因为在概念精简版世界中，由开发人员正确指定类型的要求。这种差异会对编译时间产生很大的影响。2016 年，有两篇论文讨论了概念是否进入 C++17 的原因： “为什么我想要概念，以及为什么我要早点而不是晚点”</a>和 “为什么我想要概念，但为什么它们应该迟而不是早。”</a> 甚至都没有考虑性能，所以这是一个很好的指标，表明当时它不是问题。

此外，当前的概念设计可能会带来一些性能优势。根据Chiel 的规则，编译中最慢的事情是 SFINAE，因为它至少需要尝试（通常）实例化大量类型，然后才放弃它们。概念（取决于它们的实现方式）可能不需要实例化任何模板，这实际上可能最终成为性能优势。

于 2020-12-13T10:08:37.167 回答
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您可能会在ConceptsGCC 网站上找到有用的资源。那是他们正在构建的编译器（从 GCC 分叉），以查看这个概念（请原谅双关语）是否可行。

我想成本来自必须对各种语言结构执行彻底、普遍和递归的有效性检查，并且鉴于您可以指定一组非常丰富的约束，检查这些可能会变得非常昂贵。

有点像异常规范的噩梦版本！

于 2011-06-22T16:10:10.853 回答