c++ - c++ 概念与 Haskell 类型类有何不同？

Question

Concepts TS 中的 C++ 概念最近已合并到 GCC 主干中。概念允许人们通过要求类型满足概念条件(例如“可比较”)来约束通用代码。

Haskell 有类型类。我对 Haskell 不是很熟悉。概念和类型类有什么关系？

Answer 1

概念(由概念 TS 定义)和类型类仅在它们限制可用于泛型函数的类型集的意义上相关。除此之外，我只能想到这两个功能的不同之处。

我应该注意我不是 Haskell 专家。离得很远。但是，我是 Concepts TS 方面的专家(我编写了它，并为 GCC 实现了它)。

• 概念(和约束)是确定类型是否是集合成员的谓词。您不需要显式声明一个类型是否是概念模型(类型类的实例)。这是由一组要求决定并由编译器检查的。事实上，概念根本不允许您写“T 是 C 的模型”，尽管使用各种元编程技术很容易支持这一点。

• 概念可用于约束非类型参数，并且由于 constexpr 函数和模板元编程，几乎可以表达您希望编写的任何约束(例如，哈希数组其范围必须是素数)。我不相信类型类是这样的。

• 概念不是类型系统的一部分。它们限制了声明的使用，在某些情况下还限制了模板参数推导。类型类是类型系统的一部分，参与类型检查。

• 概念不支持模块化类型检查或编译。模板定义不会根据概念进行检查，因此在实例化过程中仍然可能会延迟捕获类型错误，但这确实为库编写者增加了一定程度的灵 active (例如，将调试代码添加到算法不会改变接口(interface))。因为类型类是类型系统的一部分，所以可以模块化地检查和编译泛型算法。

• Concepts TS 支持基于约束排序的通用算法和数据结构的专门化。我根本不是 Haskell 的专家，所以我不知道这里是否有等价物。我找不到。

• 使用概念永远不会增加运行时成本。我上次查看时，类型类可能会产生与虚函数调用相同的运行时开销，尽管我知道 Haskell 非常擅长优化这些。

我认为这些是比较特征(概念 TS)和特征(Haskell 类型类)时的主要区别。

但是两种语言存在根本的哲学差异——与您编写的任何 C++ 风格相比，它不是函数式的。 Haskell 想要模块化:这样有很多不错的属性。 C++ 模板拒绝模块化:实例化时查找允许基于类型的优化而没有运行时开销。这就是 C++ 泛型库提供广泛重用和无与伦比的性能的原因。