HOPL4 笔记 6

HOPL 是 History of Programming Languages（编程语言历史）的缩写，是 ACM 旗下的一个会议，约每十五年举办一次。
这是我父的第三篇 HOPL 论文，发表于 2021 年。中文译本 出自 Boolan 之手，不胜感激。

Concepts—我父最大的执念，也算是我父的滑铁卢了吧……大约是十年前吧，就看过我父亲自上阵“路演” Concepts 主题的 PPT。念念不忘，必有回响。终于还是标准化了。
这是一篇夹在 C++14 和 C++17 时间线中间的大幅文章，远不到 C++20 内容出场的时候，可见我父的急不可耐……

我的看法？我是一个反模版者（注意不是反泛化），语法笨重，强制的实现可见，乱七八糟的错误信息。一群四六不懂的 TMP 至高无上鼓吹者直接让我把这种理性的反对变成了冲动的反感。所以这么些年我都没怎么系统地学习过模版。

Concepts 当然是出于善意，能解决“乱七八糟的错误信息”问题，在正向使用模版的时候也能对编译器做出正确的指示。但是！不管是优柔寡断或是市场的原因，引入新特性的同时依然保留了旧的、坏的实现路径，恰恰是我父前文提到的 N+1 问题：为了解决前边 N 种方案存在的问题引入了第 N+1 种方案。隔代的 C++ 程序员们该怎么沟通、共事？（此刻，我突然理解了那些依然坚持使用 C++98 的程序员们。）而且 Concepts 引入的长长的前缀语法抵消了 auto 所做的简化努力，语法笨重的问题反弹了。

为时晚矣……模版依然是特定人群（专家？）、特定领域（开源？）的小众选择。

6. 概念

精确指定并检查一个模板对于参数的要求曾经是 C++0x 的最出彩之处，会对泛型编程提供关键支持。可是，它最终甚至没能进入 C++17。

概念是简化泛型编程的宏伟计划的一部分。

因为这一点经常被忽视，我必须强调，概念是谓词，它们不是类或类层次结构。

6.3.6 改进

在 Concepts TS 工作的初期，一个 concept 是一个返回 bool 值的 constexpr 函数。

// 函数风格：
template<typename T>
concept bool Sequence() { return Has_begin<T>() && Has_end<T>(); }

然后 Gabriel Dos Reis 将变量模板引入到 C++14（§5.2）中。

// 表达式风格：
template<typename T>
concept bool Sequence = Has_begin<T> && Has_end<T>;

删除 bool 是 Richard Smith 提出的一系列改进建议的一部分

// 表达式风格：
template<typename T>
concept Sequence = Has_begin<T> && Has_end<T>;

6.3.7 等效语法

Concepts TS 支持在函数声明中使用概念的三种表示法：

为通用起见，显式使用 requires 语句

template<typename S> requires Sortable<S> void sort(S&);

简写表示法，用于表示类型的类型

template<Sortable S> void sort(S&); // 简写表示法

自然表示法（也称为简短表示法、常规表示法等）

void sort(Sortable &); // 自然表示法

自然表示法成为强烈反对概念的焦点。我——还有其他人——坚持这种优雅的表达…………我们看到（过去和现在）这是有用而优雅的一步，可以使泛型编程逐渐变成一种普通的编程方式，而不是一种具有不同语法、不同源代码组织偏好（“仅头文件”）和不同编码风格（例如模板元编程）的暗黑艺术。

精准的命中 C++ 模版范式的死穴啊！

我也很确定，我的目标是使泛型编程尽可能地像“普通”编程，但这不是普遍共识。仍然有人认为，泛型编程超出了绝大部分程序员的能力。但我没有看到任何证据。

是现状无端形成了一道非必要的技术壁垒，导致绝大部分程序员远离了模版；而非泛型本身。“有人”在故意将因果倒置。

投票结果依然对我们不利：25 票赞成，31 票反对，8 票弃权。我的解释是，用户投了赞成票，语言技术人员投了反对票，但这可能会被认为是酸葡萄吧。

Concepts 被投票踢出了 C++17，我父急了……

6.4 C++20 概念

自然表示法（例如 void sort(Sortable&);）因有争议而被排除在外。

我父怂了，折中出了一个“丑八怪”方案：

使用 auto 来识别使用自然表达式的模板参数，例如 void f(Concept auto&);

// 几乎自然的表达式：
void sort(Sortable auto& x);  // x 必须 Sortable
Integral auto ch = f(val);    // f(val) 的结果必须为 Integral
Integral auto add(Integral auto x, Integral auto x); // 能用一个宽类型来防止溢出

为了能让用户感知到 Concepts 和 Template，在概念名称和变量中间插入了一个 auto，以区别于非模版代码……

“自然表达式”已重命名为“缩写语法”，虽然它不仅仅是一个缩写。

延迟很多年才引入概念造成了长期的伤害。
基于特征（traits）和 enable_if 的临时设计数量激增。一代程序员在低级的、无类型的元编程中成长起来。

泪目，我父深知我心……我对模版所有的思考都化作了文章开头的引言，居然如此契合我父的心意，不枉我学之、用之、思之、信之。