c++ - 将具有条件要求的概念形式化

Question

C++20 中的概念的一个好处是，此功能允许并鼓励程序员指定(使用 C++ 语言本身)有关其界面的信息，这些信息以前必须以英语等自然语言出现在仅人工文档中。
例如，我有一个通用算法，我们称之为 template<int N, template<int> class X> void foo(X<N>) .我的 foo()解决了数值域中的某个问题。我关于如何使用的纯英文文档 foo()像这样说:“foo() 接受类 X<N> 的参数，foo 的用户必须实现它。类 X<N> 有一个整数模板参数 N，描述它有多少行。类 X<N> 提供运算符[] 访问一行的元素。X<N> 还提供了一个成员函数 reduce()，除非 N=1，在这种情况下，减少没有意义，因为只有一行。”
我将如何概念化这个？我的第一种方法是:

template<class T>
concept Fooable = requires(T x, int i) {
  x[i];
}

但这并没有正式化 reduce() 要求。
如果我只有一个(正式的)概念，那么我不能在 requires 表达式中包含 x.reduce() ，因为一些 Fooable 类，即那些 N=1 的类，没有也不能实现 reduce() 方法。
我希望我的 requires 表达式包含类似 if constepxr(T::N > 1) x.reduce(); 的内容但是 if是一个控制流语句而不是一个表达式，所以不能在 requires 表达式中。
问题:我如何使用 C++20 概念来正式化这个契约(Contract)？

Answer 1

嗯，这出奇的容易。

#include <concepts>
#include <cstddef>
#include <type_traits>

template<int N, template<int> class X>
concept Fooable =
requires(X<N> a, int i) { a[i]; } &&
(
    N == 1 ||
    requires(X<N> a) { a.reduce(); }
);

template<int N, template<int> class X>
requires Fooable<N, X>
void foo(X<N>) {}

template<int N>
struct Myx1 {
    int operator[](int) { return 0; };
};

template<int N>
struct Myx2 {
    int operator[](int) { return 0; }
    int reduce() { return 0; }
};

int main() {
    foo(Myx1<1>{});
    foo(Myx1<2>{}); // error - no reduce() and N != 1
    foo(Myx2<2>{});
}

||概念中的运算符是短路的，就像普通运算符一样，所以 N == 1 || something按预期工作。