Утверждён стандарт C++20

Комитет ISO по стандартизации языка C++ утвердил международный стандарт "C++20". Представленные в спецификации возможности, за исключением единичных случаев, поддерживаются в компиляторах GCC, Clang и Microsoft Visual C++. Поддерживающие C++20 стандартные библиотеки реализованы в рамках проекта Boost.

В следующие два месяца утверждённая спецификация будет находиться на стадии подготовки документа к публикации, на которой будет проведена работа по редакторской правке орфографических ошибок и опечаток. В начале ноября результирующий вариант документа будет направлен в ISO для публикации под формальным именем ISO/IEC 14882:2020. Тем временем, комитет уже приступил к работе над следующим стандартом C++23 (C++2b) и на ближайшем виртуальном совещании рассмотрит возможные новшества.

Основные особенности C++20 (примеры кода):

• Добавлены "концепции", расширения шаблонов, позволяющие определить набор требований к параметрам шаблона, которые во время компиляции ограничивают набор аргументов, которые могут приниматься в качестве параметров шаблона. Концепции можно применять для того, чтобы избежать логических несоответствий между свойствами типов данных, используемых внутри шаблона, и свойствами типов данных входных параметров.

  
     template<typename T>
     concept EqualityComparable = requires(T a, T b) {
         { a == b } -> std::boolean;
         { a != b } -> std::boolean;
     };
  
  

• В состав приняты расширения для работы с модулями, которые можно использовать вместо заголовочных файлов. Модули предоставляют новый способ организации исходных текстов на основании определения границ компонентов, без подключаемых через "#include" заголовочных файлов.
• Макрос __VA_OPT__ для адаптивного раскрытия вариативных макросов в зависимости от наличия токенов в вариативном аргументе.
• Поддержка оператора "<=>" для трехстороннего сравнения.
• Поддержка инициализаторов элементов по умолчанию для битовых полей.
• Возможность лямбда-захвата выражений "*this".

  
     struct int_value {
       int n = 0;
       auto getter_fn() {
         // BAD:
         // return [=]() { return n; };
  
  // GOOD:
         return [=, *this]() { return n; };
       }
     };
  

• Вызов элементов по указателю (Pointer-to-member), используя определённые через выражение "const &" указатели на временные объекты.
• Оператор delete с деструктором, описанный в документе P0722R1.
• Классам разрешено использование параметры шаблона без типа.

  
     struct foo {
       foo() = default;
       constexpr foo(int) {}
     };
  
  template <foo f>
     auto get_foo() {
       return f;  
     }
  
  get_foo(); // uses implicit constructor
     get_foo<foo{123}>();
  

• Не сохраняемые лямбда-выражения с конструктором.
• Допустимость использования синтаксиса шаблонов для ламбда-выражений ("auto f = []<typename T>(std::vector<T> v)").
• Возможность использования строковых литералов в параметрах шаблона.
• Поддержка синтаксиса инициализации в стиле Си - явно не перечисленные в списке инициализации поля, инициализируются по умолчанию.

  
     struct A {
       int x;
       int y;
       int z = 123;
     };
  
  A a {.x = 1, .z = 2}; // a.x == 1, a.y == 0, a.z == 2
  

• Поддержка пустых членов структур данных.
• Поддержка атрибутов likely и unlikely для информирования оптимизатора о вероятности срабатывания условной конструкции ("[[likely]] if (random > 0) {").
• Возможность использования диапазонов для инициализации значений переменной в цикле "for"

  
     for (auto v = std::vector{1, 2, 3}; auto& e : v) {
  

• Автоматическое вычисление размера массива в new ("new double[]{1,2,3}");
• Атрибут "[[no_unique_address]]" при котором переменные без данных не занимают места.
• Атомарные указатели (std::atomic<shared_ptr<T>> и std::atomic<weak_ptr<T>>).
• Возможность вызова виртуальных функций в условных выражениях.
• Поддержка быстрых (immediate) функций, которые могут работать только с константами.

  
  
  consteval int sqr(int n) {
       return n * n;
     }
  
  constexpr int r = sqr(100); // OK
     int x = 100;
     int r2 = sqr(x); // ERROR:  'x' не может использоваться как константа
    
  

• Возможность применения constexpr с виртуальными функциями ("constexpr virtual int f() const { return 2; }").
• В стандартной библиотеке:
  • Добавлена поддержка типа char8_t для строк UTF-8.
  • Добавлены заголовочные файлы bit (битовые операции) и version.
  • Появилась возможность проверки префикса и суффикса строк (starts_with, ends_with).
  • Добавлены типажи std::remove_cvref, std::unwrap_reference, std::unwrap_decay_ref, std::is_nothrow_convertible и std::type_identity.
  • Добавлены функции std::midpoint, std::lerp, std::bind_front, std::source_location, std::visit, std::is_constant_evaluated и std::assume_aligned.
  • В std::make_shared добавлена поддержка массивов.
  • Добавлена функция std::to_array для преобразования похожих на массив объектов в std::array.
• Более удобный синтаксис перечислений:

  
     enum class rgba_color_channel { red, green, blue, alpha };
  
  std::string_view to_string(rgba_color_channel my_channel) {
       switch (my_channel) {
         using enum rgba_color_channel;
         case red:   return "red";
         case green: return "green";
         case blue:  return "blue";
         case alpha: return "alpha";
      }
     }
  

• В индексах из-за неопределённого поведения запрещено использование операции "," ("a[b,c]"). Прекращена поддержка большинства операций с переменными, объявленными с ключевым словом volatile, в том числе запрещены операции "++" и "--" со стандартными типами.
• Сокращено число ситуаций, в которых требуется указание "typename" для информировании о наличии типа.