Комитет по стандартам языка программирования C++ завершает разработку новой редакции. Разбираемся, какие изменения ждут программистов в C++ 20.
С++ станет безопаснее
Чем меньше язык ограничивает детали реализации, тем более гибкие решения могут создавать разработчики. Но есть и минус: растет вероятность ошибок, которые могут не проявиться до релиза, а через месяцы или годы.
В С++ 20 введут явные константы. Формально constexpr появилось еще в С++ 11, но теперь ключевое слово стало рекомендацией для компилятора. Выражения с constexpr четко показывают, что функция возвращает константу. Причем стандарт позволит использовать функции virtual constexpr и конструкции try/catch внутри constexpr. Известно также, что функции внутри STL будут задействовать constexpr там, где это возможно. Внедрят и функцию, которая позволит понять, выполняется ли фрагмент кода внутри определения константы.
Еще одно нововведение – consteval. Оно объявляет функцию как непосредственную, и в этом случае для вычисления результата функции во время выполнения могут использоваться другие неконстантные функции. Наконец, функцию можно объявить как constinit. Такой вариант предполагает, что объект инициализируется статически постоянным значением.
Концепты будут частью стандарта
Делается это до компиляции. Если концепт обнаружил ошибку, он выдает конкретное сообщение, а не пачку связанных посланий. В результате экономится время разработки. Часть концептов включат в стандартную библиотеку. Но чтобы опробовать новые возможности, придется ждать, пока обновятся компиляторы. До этого можно установить GCC, который с шестой версии включает экспериментальные концепты, и использовать -fconcepts при компиляции.
Появятся диапазоны, как в Python
Работа с диапазонами (range) – главный «синтаксический сахар» Python. Теперь что-то подобное будет и в С++.
Диапазоны реализуют как итераторы, которые охватывают последовательность значений в коллекциях: списках, векторах и т.п. Постоянно перемещать начало и конец итератора в данном случае не нужно: диапазоны сохраняют их внутри.
Диапазоны также вводились в качестве экспериментальной функции, они зависят от концептов. В данном случае концепт позволяет оптимизировать обработку старого итератора, добавляя к уже обработанным значениям новые ограничения. Диапазоны работают не только со значениями, но и с представлениями (Views). Представление рассматривается как новая форма диапазона, которая позволяет фильтровать данные и возвращать измененную их версию как новый диапазон.
К примеру, если у вас есть вектор целых чисел, а вам нужно получить квадраты четных значений, организовывать традиционный цикл с проверкой условия не придется. Диапазоны помогут получить результат проще и быстрее.
Форматировать строки станет проще
Похоже, можно будет забыть о cout и тем более о printf(). Библиотека libfmt становится частью стандарта и интегрируется как std::format. Работа с ней также похожа на форматирование строк в Python. Разница только в синтаксисе формата строки. Вы сможете организовать центрированный вывод с символами заполнения или без них, определить правила форматирования для собственных типов и т.д.
Макросы постепенно уходят
В С++ 20 реализуют альтернативу макросам препроцессора вроде __FILE__ и __LINE__. Экспериментальная функция source_location станет стандартом языка. Функция предоставляет доступ к имени файла, имени функции из контекста вызова или номеру строки. С ее помощью можно быстро реализовать пользовательский формат ведения журнала.
В целом разработчики стандартов С++ пытаются постепенно исключать препроцессор. А чтобы разделять исходный код и в финале заменить фундаментальную систему директив #include, внедряют модули. GCC и Clang уже поддерживают модули в экспериментальном формате. Можно посмотреть, как это работает, чтобы подготовиться к введению стандарта.
Будет еще много мелких, но важных нововведений
Coroutines (сопрограммы) – важный механизм, поддержку которого также добавят в С++ 20. Метод позволяет генерировать потоки исполнения кода поверх системных аппаратных потоков. Кроме того, добавят кооперативное прерывание потоков, интегрируют новую библиотеку синхронизации.
Для трехсторонних сравнений появится оператор <=>. Чтобы уменьшить шум от разделения пространства имен, можно будет использовать using enum. Расширить возможности работы с лямбда-выражениями позволит пакет дополнений. Также в стандарте частично откажутся от volatile. В то же время для обеспечения обратной совместимости важные для volatile части языка сохранят.
