C ++的概念和Rust的特征之间有什么相似之处和不同之处？

Question

在Rust中，抽象的主要工具是特征 。 在C ++中，有两种抽象工具：抽象类和模板。 为了摆脱使用模板的一些缺点（例如，难以读取错误消息），C ++引入了 “命名的需求集”的 概念 。

这两个功能似乎非常相似：

• 通过列出要求来定义特征/概念。
• 两者都可用于绑定/限制通用/模板类型参数。
• 具有概念的Rust特征和C ++模板都是单形的（我知道Rust特性也可以用于动态调度，但这是一个不同的故事）。

但据我所知，也存在显着差异。 例如，C ++的概念似乎定义了一组必须有效而不是列出函数签名的表达式。 但是那里有很多不同且令人困惑的信息（也许是因为概念只存在于C ++ 20中？）。 这就是为什么我想知道： C ++的概念和Rust的特征之间有什么区别和相似之处？

是否存在仅由概念或特征提供的功能？ 比如Rust的相关类型和consts怎么样？ 或者通过多个特征/概念绑定一个类型？

Answer 1

免责声明：我还没有使用过概念，我所知道的所有概念都是从各种提案和cppreference中收集的，所以请大家用这个答案。

运行时多态性

Rust Traits既用于编译时多态，也用于运行时多态; 概念只是关于编译时多态性。

结构与名义。

概念和特征之间的最大区别在于，概念使用结构类型，而特征使用名义类型 ：

• 在C ++中，类型从不明确地满足概念; 如果碰巧满足所有要求，它可能“意外地”满足它。
• 在Rust中，特定的语法结构impl Trait for Type用于显式指示类型实现Trait。

有许多后果; 一般来说，从可维护性的角度来看，名义打字更好 - 向特征添加一个要求 - 而结构打字更好地是一个桥接的第三方库 - 来自库A的类型可以满足来自库B的概念而无需他们意识到彼此的。

约束

特征是强制性的：

• 如果不需要此类型来实现提供该方法的特征，则不能对泛型类型的变量调用任何方法。

概念完全是可选的：

• 可以在泛型类型的变量上调用方法，而不需要此类型来满足任何概念，或以任何方式约束。
• 可以在满足Concept（或几个）的泛型类型的变量上调用方法，而不由任何Concept或Constraint指定该方法。
• 约束（参见注释）可以完全是临时的，并且在不使用命名概念的情况下指定需求; 再一次，它们完全是可选的。

注意：约束由requires子句引入，并指定ad-hoc要求或基于Concepts的要求。

要求

一组可表达的要求是不同的：

• 概念/约束通过替换来工作，因此允许整个语言的广度; 要求包括：嵌套类型/常量/变量，方法，字段，用作另一个函数/方法的参数的能力，用作另一种类型的泛型参数的能力，以及它们的组合。
• 相比之下，特征只允许一小组要求：关联的类型/常量和方法。

过载选择

Rust没有ad-hoc重载的概念，只有Traits才会发生重载，而且还不能进行专门化。

C ++约束可用于从最不具体到最具体的“排序”重载，因此编译器可以自动选择满足要求的最具体的重载。

注意：在此之前，要么在C ++中使用SFINAE或标签调度来实现选择; 健美操需要使用开放式过载套件。

析取

如何使用此功能还不是很清楚。

鲁斯特要求机制是纯加（连词，又名&& ），与此相反，在C ++ requires条款可以包含析取（又名|| ）。