作者：JP Tech等
机器之心编译
参与：Panda、杜伟
C++20（C++ 编程语言标准 2020 版）将是 C++ 语言一次非常重大的更新，将为这门语言引入大量新特性。C++ 开发者 Rainer Grimm 通过一系列博客文章介绍 C++20 的新特性。目前这个系列文章已经更新了两篇，本篇是第二篇，主要介绍了 C++20 的核心语言（包括一些新的运算符和指示符）。
C++20 的核心语言 之前的一篇博客概览式地介绍了 C++20 的概念、范围、协程和模块，下面开始介绍它的核心语言。
三路比较运算符 <=> 三路比较运算符 <=> 通常被称为太空船运算符。飞船运算符能确定两个值 A 和 B 谁大谁小或相等。 编译器可以自动生成三路比较运算符。你只需要用 default 礼貌地要求它即可。在这种情况下，你会得到所有六种比较运算符：==、!=、<、 <=、>、>=。
#include<compare>structMyInt{intvalue;MyInt(intvalue):value{value}{}autooperator<=>(constMyInt&)const=default;};
默认的 <=> 执行的是字典顺序比较（lexicographical comparison），使用从基类开始从左到右并以声明顺序（declaration order）使用非静态元素的顺序。
微软的博客上有一些相当复杂精细的示例：https://devblogs.microsoft.com/cppblog/simplify-your-code-with-rocket-science-c20s-spaceship-operator/
structBasics{inti;charc;floatf;doubled;autooperator<=>(constBasics&)const=default;};structArrays{intai[1];charac[2];floataf[3];doublead[2][2];autooperator<=>(constArrays&)const=default;};structBases:Basics,Arrays{autooperator<=>(constBases&)const=default;};intmain(){constexprBasesa={{0,'c',1.f,1.},{{1},{'a','b'},{1.f,2.f,3.f},{{1.,2.},{3.,4.}}}};constexprBasesb={{0,'c',1.f,1.},{{1},{'a','b'},{1.f,2.f,3.f},{{1.,2.},{3.,4.}}}};static_assert(a==b);static_assert(!(a!=b));static_assert(!(a<b));static_assert(a<=b);static_assert(!(a>b));static_assert(a>=b);}
我认为，这个代码段中复杂的部分不是太空船运算符，而是使用聚合初始化（aggregate initialisation）来实现 Base 的初始化。聚合初始化本质上意味着如果所有元素是公开的，那么你可以直接初始化类类型（class、struct 或 union）的元素。在这个案例中，你可以使用示例中那样的 braced-initialisation-list。好吧，这确实经过了简化，详见：https://en.cppreference.com/w/cpp/language/aggregate_initialization 将字符串文字作为模板参数 在 C++20 之前，你不能将字符串用作非类型的模板参数。使用 C++20 时，你则可以这么做。我们可以在标准定义的 basic_fixed_string 中使用它们，其有一个 constexpr 构造函数。这个 constexpr 构造函数能在编译时实例化这个固定字符串。
template<std::basic_fixed_stringT>classFoo{staticconstexprcharconst*Name=T;public:voidhello()const;};intmain(){Foo<"Hello!">foo;foo.hello();}
constexpr 虚拟函数
由于动态类型是未知的，所以无法在常量表达式（constant expression）中调用虚拟函数。这个限制将在 C++20 中被解除。
指定初始化器
我首先谈谈聚合初始化。下面是一个简单示例：
//aggregateInitialisation.cpp#include<iostream>structPoint2D{intx;inty;};classPoint3D{public:intx;inty;intz;};intmain(){std::cout<<std::endl;Point2Dpoint2D{1,2};Point3Dpoint3D{1,2,3};std::cout<<"point2D:"<<point2D.x<<""<<point2D.y<<std::endl;std::cout<<"point3D:"<<point3D.x<<""<<point3D.y<<""<<point3D.z<<std::endl;std::cout<<std::endl;}
我认为无需对这个程序进行解释。看看这个程序的输出：
显式总比隐式好。我们看看这是什么意思。程序 aggregateInitialisation.cpp 中的初始化非常容易出错，因为你可能写反这个构造函数的参数，而且你永远没法察觉。来自 C99 的指定初始化器就能在这里大显身手了。
//designatedInitializer.cpp#include<iostream>structPoint2D{intx;inty;};classPoint3D{public:intx;inty;intz;};intmain(){std::cout<<std::endl;Point2Dpoint2D{.x=1,.y=2};//Point2Dpoint2d{.y=2,.x=1};//(1)errorPoint3Dpoint3D{.x=1,.y=2,.z=2};//Point3Dpoint3D{.x=1,.z=2}//(2){1,0,2}std::cout<<"point2D:"<<point2D.x<<""<<point2D.y<<std::endl;std::cout<<"point3D:"<<point3D.x<<""<<point3D.y<<""<<point3D.z<<std::endl;std::cout<<std::endl;}
实例 Point2d 和 Point3D 的参数从名称就能看出来。这个程序的输出就等同于程序 aggregateInitialisation.cpp 的输出。带注释（1）和（2）的行很有意思。行（1）会报错，因为指定器的顺序与它们的声明顺序不匹配。在（3）行中，y 的指定器缺失了。在这个案例中，y 会被初始化为 0，比如使用 braces-initialisation-list {1, 0, 3}. 对 lambda 的各种改进 C++20 在 lambda 方面的改进也很多。 如果你想要了解改动的细节，请参阅 Bartek 的博客：https://www.bfilipek.com/2019/02/lambdas-story-part1.html，里面介绍了 C++17 和 C++20 中的 lambda 改进。总之，我们会迎来两个有意思的变化。
- 允许 [=, this] 作为 lambda capture，并通过 [=] 弃用这个的隐式 capture
structLambda{autofoo(){return[=]{std::cout<<s<<std::endl;};}std::strings;};structLambdaCpp20{autofoo(){return[=,this]{std::cout<<s<<std::endl;};}std::strings;};
在 C++20 中，通过在结构体 lambda 中复制而实现隐式 [=] capture 会出现弃用警告。如果你通过复制 [=, this] 来显式地获取它，就不会收到 C++20 的弃用警告。
- 模板 lambda
你可能和我一样，先想到的是：我们为什么需要模板 lambda？当你用 C++14 的 [](auto x){ return x; } 写一个通用 lambda 时，编译器会自动使用一个模板化的调用运算符来生成一个类：
template<typenameT>Toperator(Tx)const{returnx;}
有时候，你想要定义一个只对某个特定类型（如 std::vector）有效的 lambda。现在，模板 lambda 能帮我们做到这一点。你可以不使用类型参数，而是使用概念：
autofoo=[]<typenameT>(std::vector<T>const&vec){//dovectorspecificstuff};
新属性：[[likely]] 和 [[unlikely]] C++20 有 [[likely]] 和 [[unlikely]] 两个新属性。这两个新属性都允许为优化器提供提示：执行的路径是更可能或是更不可能。
for(size_ti=0;i<v.size();++i){if(unlikely(v[i]<0))sum-=sqrt(-v[i]);elsesum+=sqrt(v[i]);}
指示符 consteval 和 constinit 新的指示符 consteval 会创建一个即时函数。对于一个即时函数，每一次函数调用都必然产生一个编译时常量表达式。即时函数是隐式的 constexpr 函数。
constevalintsqr(intn){returnn*n;}constexprintr=sqr(100);//OKintx=100;intr2=sqr(x);//Error
因为 x 不是常量表达式，所以后的赋值会出错。因此，编译时不会执行 sqr(x)。 constinit 会确保有静态存储持续的变量在编译时被初始化。静态存储持续（static storage duration）的意思是对象会在程序开始时分配，在程序结束时又会重新分配。对于命名空间范围内声明的对象（全局对象），声明为 static 或 extern 的对象有静态存储持续。 std::source_location
C++11 有两个宏 __LINE__ 和 __FILE__ 来获取代码行和文件的信息。而在 C++20 中，类 source_location 能提供有关源代码的文件名、行号、列号和函数名信息。下面这个来自 cppreference.com的示例展示了种用途：
#include<iostream>#include<string_view>#include<source_location>voidlog(std::string_viewmessage,conststd::source_location&location=std::source_location::current()){std::cout<<"info:"<<location.file_name()<<":"<<location.line()<<""<<message<<'\n';}intmain(){log("Helloworld!");//info:main.cpp:15Helloworld!}
