C++概念和Java接口有什么区别？

Question

我已经阅读了一些关于将在C++14/17中引入的概念的内容。据我所知，我们可以像这样定义和使用概念：

// Define the concept (from wikipedia)
auto concept less_comparable<typename T> {
    bool operator<(T);
}

// A class which implements the requirements of less_comparable,
// with T=`const string &`
class mystring
{
    bool operator < (const mystring & str) {
        // ...
    }
};

// Now, a class that requires less_comparable
template <less_comparable T>
class my_sorted_vector
{
    // ...
};

// And use my_sorted_vector
my_sorted_vector<int> v1;                  // should be fine
my_sorted_vector<mystring> v2;             // same
my_sorted_vector<struct sockaddr> v3;      // must give error?

我的问题是，这个概念在概念上基本上与Java接口相同吗？如果不是，它们有什么不同之处？

谢谢。

- nav

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你应该意识到，概念和继承完全没有任何关系，一点关系都没有。而且Java接口是弱类型的，而概念则是非常强类型的。 - Puppy

@FredOverflow 如果不使用概念，也可以实现类似概念的效果。如果模板参数与代码中的使用不兼容，则代码目前将无法编译（尽管会出现令人困惑的错误消息）。 - Jason C

@DeadMG 是的，我知道。我已经删除了我的评论。它太过激动了。抱歉。 - Jason C

Answer 1

Java接口定义类型。例如，您可以拥有一个Comparable<String>类型的变量。C++概念不定义类型。您不能拥有一个less_comparable<string>类型的变量。

概念像类型一样对类型进行分类。概念比类型高一个层级。在其他编程语言中，概念有不同的名称，如“元类型”或“类型类”。

- fredoverflow

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+1 表示“概念分类类型，就像类型分类值一样”。 - Christian Hackl

如果说有什么类似的概念，那就是 Java 中泛型的 extends 约束，或者至少意图相似。 - Jason C

这是否意味着无法编写这样的函数：public bool someFunc(less_comparable<int> a, less_comparable<int> b){return a < b;} 不要太认真考虑该方法的有用性。 - Javier Mr

@JavierMr template<less_comparable T> bool someFunc(T a, T b) { return a < b; } - fredoverflow

@FredOverflow 但是你建议的是两个参数具有相同的类型T，而我试图定义的是一个函数，它接受可能具有不同类型的两个对象，只要它们可以作为整数进行比较。也许可以这样写：template<less_comparable T, less_comparable R> bool someFunc(T a, R b) { return a < b; } - Javier Mr

Answer 2

Java接口需要继承关系。概念更像鸭子类型，任何提供所需运算符/成员的对象都与它兼容。

- josefx

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我不是Java程序员，但我的理解是在Java中接口和继承是不同的（关键字implements与extends）。例如，一个Java类可以实现任意数量的接口，但Java只允许单一继承。 - Praxeolitic

Java只允许单一实现继承（extends），以避免基类冲突的“菱形问题”。接口仍然使用继承，但它们仅限于隐式抽象成员方法（最近通过默认方法放宽了限制），并且不能包含成员字段（菱形问题：每个对象存在多少个此状态的副本，哪一个是有效的？）。除了这个一对多的限制外，语言处理两者都是相同的。 - josefx