Комитет ISO утвердил стандарт «C++20»

На днях комитет ISO по стандартизации языка С++ утвердил международный стандарт «С++20».

Возможности, которые представлены в спецификации, поддерживаются в компиляторах GCC, Clang и Microsoft Visual C++. Кроме того, стандартные библиотеки с поддержкой «С++20» реализованы в рамках проекта Boost.

Следующий этап — подготовка документа к публикации. Затем, в начале ноября, финальный вариант будет направлен в ISO, после чего он будет опубликован под формальным названием ISO/IEC 14882:2020. Сейчас комитет уже работает над следующим стандартом «C++23» (C++2b). Под катом — особенности «С++20» с примерами кода.

Что нового?

Комитет добавил «концепции», расширения шаблонов, которые позволяют определить набор требований к параметрам шаблона. Во время компиляции они ограничивают набор аргументов, которые могут приниматься в качестве параметров шаблона. Концепции дают возможность избежать логических несоответствий между свойствами типов данных, которые используются внутри шаблона, и свойствами типов данных входных параметров.

 template<typename T>
   concept EqualityComparable = requires(T a, T b) {
   	{ a == b } -> std::boolean;
   	{ a != b } -> std::boolean;
   };

Приняты расширения для работы с модулями. Их можно использовать вместо заголовочных файлов. Модули предоставляют новый способ организации исходных текстов на основании определения границ компонентов, без подключаемых при помощи #include заголовочных файлов.

Добавлен макрос VA_OPT для адаптивного раскрытия вариативных макросов в зависимости от наличия токенов в вариативном аргументе.

Добавлена поддержка оператора <=> для трехстороннего сравнения.

Поддерживаются инициализаторы элементов по умолчанию для битовых полей.

Появилась возможность лямбда-захвата выражений *this.

 struct int_value {
 	int n = 0;
 	auto getter_fn() {
   	// BAD:
   	// return [=]() { return n; };
 
   	// GOOD:
   	return [=, *this]() { return n; };
 	}
   };

Для классов теперь можно использовать параметры шаблона без типа.

 struct foo {
 	foo() = default;
 	constexpr foo(int) {}
   };
 
   template <foo f>
   auto get_foo() {
 	return f; 
   }
 
   get_foo(); // uses implicit constructor
   get_foo<foo{123}>();

Появилась возможность использования строковых литералов в параметрах шаблона. Поддерживается синтаксис инициализации в стиле Си. Те, что явно не перечисляются в списках инициализации поля, инициализируются по умолчанию.

struct A {
 	int x;
 	int y;
 	int z = 123;
   };
 
   A a {.x = 1, .z = 2}; // a.x == 1, a.y == 0, a.z == 2

Поддерживаются пустые члены структур данных.

Поддерживаются атрибуты likely и unlikely для информирования оптимизатора о вероятности срабатывания условной конструкции [[likely]] if (random > 0).

Появилась возможность использования диапазонов для инициализации значений переменной в цикле for.

   for (auto v = std::vector{1, 2, 3}; auto& e : v) {

Поддерживаются immediate функции, которые могут работать только с константами.

  consteval int sqr(int n) {
 	return n * n;
   }
 
   constexpr int r = sqr(100); // OK
   int x = 100;
   int r2 = sqr(x); // ERROR:  'x' не может использоваться как константа

В библиотеку добавлены:

  • поддержка типа char8_t для строк UTF-8;
  • заголовочные файлы bit (битовые операции) и version;
  • возможность проверки префикса и суффикса строк (starts_with, ends_with);
  • типажи std::remove_cvref, std::unwrap_reference, std::unwrap_decay_ref, std::is_nothrow_convertible и std::type_identity;
  • функции std::midpoint, std::lerp, std::bind_front, std::source_location, std::visit, std::is_constant_evaluated и std::assume_aligned;
  • поддержка массивов в std::make_shared;
  • функция std::to_array для преобразования похожих на массив объектов в std::array.

Синтаксис перечислений теперь более удобен:

 enum class rgba_color_channel { red, green, blue, alpha };
 
   std::string_view to_string(rgba_color_channel my_channel) {
 	switch (my_channel) {
   	using enum rgba_color_channel;
   	case red:   return "red";
   	case green: return "green";
   	case blue:  return "blue";
   	case alpha: return "alpha";
	}
   }

В индексах запрещено использовать операции "," ("a[b,c]"). Большинство операций с переменными, объявленными с ключевым словом violate, включая запрещенные операции ++ и -- со стандартными типами, не поддерживаются.