概念（concept）

使用模板进行通用编程的关键思想是定义能通过各种类型（type）使用的函数和类。但是，在实例化模板时经常会出现用错类型的问题，其结果通常是几页难懂的报错信息。

现在概念来了，这个问题可以休矣。概念让你能为模板编写要求，而编译器则可以检查这个要求。概念革新了我们思考和编写通用代码的方式。原因如下：

模板的要求是接口的一部分；
类模板中的函数重载或特殊化可以基于概念进行；
因为编译器能够比较模板参数的要求与实际的模板参数，所以能得到更好的报错信息。
但是，这还不是全部。
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你可以使用预定义的概念，也可以定义你自己的概念；
auto 和概念的用法统一到了一起。你可以不使用 auto，而是使用概念；
如果一个函数声明使用了一个概念，那么它会自动变成一个函数模板。由此，编写函数模板就变得与编写函数一样简单。
下面的代码片段展示了一个简单概念 Integral 的定义和使用方式：

template<typenameT>conceptboolIntegral(){
    returnstd::is_integral<T>::value;
}

Integralautogcd(Integralautoa,Integralautob){
    if(b==0)returna;elsereturngcd(b,a%b);
}

Integral 这个概念需要 std::is_integral<t>::value 中的类型参数 T。std::is_integral<t>::value 这个函数来自 type-traits 库，它能在 T 为整数检查编译时间。如果 std::is_integral<t>::value 的值为 true，则没有问题。如果不为 true，则你会收到一个编译时间报错。</t></t></t>

gcd 算法是基于欧几里德算法确定最大公约数（greatest common divisor）。我使用了这个缩写函数模板句法来定义 gcd。gcd 要求其参数和返回类型支持概念 Integral。gcd 是一类对参数和返回值都有要求的函数模板。当我删除这个句法糖（syntactic sugar）时，也许你能看到 gcd 的真正本质。

下面这段代码在语义上与 gcd 算法等效：

template<typenameT>requiresIntegral<T>()Tgcd(Ta,Tb){
    if(b==0)returna;elsereturngcd(b,a%b);
}

如果你还没看到 gcd 的真正本质，过几周我还会专门发布一篇介绍概念的文章。

范围库（Ranges Library）

范围库是概念的首个客户。它支持的算法满足以下条件：

可以直接在容器上操作；无需迭代器指定一个范围；
可以宽松地评估；
可以组合。
简单来说：范围库支持函数模式（functional patterns）。

代码可能比语言描述更清楚。下面的函数用竖线符号展示了函数组成：

#include<vector>
#include<ranges>
#include<iostream>
int main(){
    std::vector<int>ints{0,1,2,3,4,5};
    autoeven=[](inti){return0==i%2;};
    autosquare=[](inti){returni*i;};
    for(inti:ints|std::view::filter(even)|std::view::transform(square)){
        std::cout<<i<<'';//0416
    }
}

even 是一个 lambda 函数，其在 i 为偶数时返回；lambda 函数 square 则会将 i 映射为它的平方。其余的必须从左到右读取的第 i 个函数组成：for (int i : ints | std::view::filter(even) | std::view::transform(square)). 将过滤器 even 应用于 ints 的每个元素，然后将其余的每个元素映射为它们的平方。如果你熟悉函数编程，那么这读起来就像一篇散文诗。

协程（Coroutines）

协程是广义的函数，能在保持状态的同时暂停或继续。协程通常用来编写事件驱动型应用。事件驱动型应用可以是模拟、游戏、服务器、用户接口或算法。协程也通常被用于协作式多任务（cooperative multitasking）。

我们这里不介绍 C++20 的具体协程，而会介绍编写协程的框架。编写协程的框架由 20 多个函数构成，其中一部分需要你去实现，另一部分则可能需要重写。因此，你可以根据需求调整协程。

下面展示了一个特定协程的用法。下面的程序使用了一个能产生无限数据流的生成器：

Generator<int>getNext(intstart=0,intstep=1){
    autovalue=start;
    for(inti=0;;++i){
        co_yieldvalue;//1value+=step;
    }
}

int main(){
    std::cout<<std::endl;
    std::cout<<"getNext():";autogen=getNext();
    for(inti=0;i<=10;++i){
        gen.next();//2
        std::cout<<""<<gen.getValue();
    }
    std::cout<<"\n\n";std::cout<<"getNext(100,-10):";
    autogen2=getNext(100,-10);
    for(inti=0;i<=20;++i){
        gen2.next();//3
        std::cout<<""<<gen2.getValue();
    }
    std::cout<<std::endl;
}

必须补充几句。这段代码只是一个代码段。函数 getNext 是一个协程，因为它使用了关键字 co_yield。getNext 有一个无限的循环，其会在 co_yield 之后返回 value。调用 next()（注释的 第 2、3 行）会继续这个协程，接下来的 getValue 调用会获取这个值。在 getNext 调用之后，这个协程再一次暂停。其暂停会一直持续到下一次调用 next()。我的这个示例中有一个很大的未知，即 getNext 函数的返回值 Generator<int>。这部分内容很复杂，后面我在写协程的文章中更详细地介绍。</int>

模块（Module）

模块部分简单介绍一下就好。模块承诺能够实现：

更快的编译时间；
宏的隔离；
表达代码的逻辑结构；
不必再使用头文件（header file）；
摆脱丑陋的宏方法。