Concepts 与 requires：约束可调用的接口

表达式检查与候选约束分开

concept 是命名的编译期约束，例如标准库的 integral 表示整型性质。requires 表达式产生 bool，可检查某个表达式是否有效、某个嵌套类型是否存在，或结果是否满足另一概念。requires 子句则把这些条件附到模板声明上，约束不满足时该候选不适用。

因此 requires requires(T x) { x.size(); } 中两个关键字职责不同：前者引入子句，后者引入表达式。重复本身并非语法错误，不过把常用条件提取为清晰的命名 concept，通常更利于复用、诊断和正确建立约束之间的关系。

检查你真正会调用的形式

如果函数体在 const 对象上调用 size，concept 也应使用 const T&，不能只证明非 const 对象拥有同名函数。复合要求 { expression } -> convertible_to<size_t> 检查结果类型的转换能力；加 noexcept 还可以要求该表达式不抛异常。

示例的 HasSize 与函数体共享同一种调用形式，vector 满足约束，int 不满足。requires 中的参数只是检查用的记号，不会真的创建 T，也不会在运行期调用 size。约束可把失败提前暴露，却不是插入了一段隐藏的运行期校验代码。

语法满足不等于语义满足

编译器可以判断比较表达式是否合法，却不能一般性证明用户比较器具有传递性，或某个 size 实现真的返回元素数量。标准概念中存在语义要求时，程序作者仍需遵守；一个表达式能编译，只说明通过了可机械检查的一部分。

设计约束时应只要求算法实际需要的能力，避免强迫所有调用者使用某个具体容器。约束更强的重载也不是凭“条件文字更多”就必然胜出，原子约束与 subsumption 有严格规则。优先复用命名概念，而不要在多个位置复制一组看似等价但来源不同的条件。

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#include <cassert>
#include <concepts>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <vector>

template<class T>
concept HasSize = requires(const T& value) {
    { value.size() } -> std::convertible_to<std::size_t>;
};
template<HasSize T>
std::size_t count(const T& value) { return value.size(); }

int main() {
    static_assert(HasSize<std::vector<int>>);
    static_assert(!HasSize<int>);
    std::vector<int> values{2, 4, 6};
    assert(count(values) == 3);
    std::cout << count(values) << '\n';
}

在本地编译

g++ -std=c++20 -Wall -Wextra -Wpedantic -pthread modern-concepts.cpp -o example && ./example

预期结果

3

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

若 count 的契约要求 size 调用绝不抛异常，如何修改 concept？为什么不能只给 count 随意加 noexcept？

继续查证

• C++ 标准草案 [expr.prim.req]
• cppreference：Constraints and concepts

标准草案链接会随工作草案更新；本文版本标记对应示例最低要求，不表示草案中的所有新规则都适用于旧标准。