معاينة C++23 وC++26
استكشف std::expected, std::print لـ C++23، واستنتاج ذلك، وتحسينات النطاقات، ومعاينة ميزات C++26 القادمة مثل العقود، والانعكاس، ومطابقة الأنماط.
التطور مستمر
C++23 هو إصدار "مكتمل" يملأ الفجوات التي خلفها C++20 ويضيف الميزات المطلوبة بشدة. std::expected يوفر معالجة الأخطاء بأسلوب Rust، ويوفر std::print مخرجات حديثة، استنتاج هذا يتيح أنماط البرمجة الفوقية القوية، وتكتسب النطاقات العشرات من طرق العرض الجديدة. وفي الوقت نفسه، يتشكل C++26 ليكون إصدارًا رئيسيًا آخر يحتوي على العقود والانعكاس ومطابقة الأنماط** — وهي ميزات ستغير بشكل أساسي طريقة كتابتنا لتعليمات C++ الآمنة والمعبرة.
std::expected: Modern Error Handling
يحملstd::expectedإما قيمة نجاح من النوعTأو خطأ من النوعE. بالاشتراك مع العمليات الأحادية (.and_then()،.transform()،.or_else())، فإنه يتيح معالجة الأخطاء القابلة للتركيب دون استثناءات:
#include <iostream>
#include <expected>
#include <string>
#include <charconv>
#include <system_error>
enum class ParseError {
empty_input,
invalid_format,
out_of_range
};
std::expected<int, ParseError> parse_int(std::string_view sv) {
if (sv.empty()) return std::unexpected(ParseError::empty_input);
int result{};
auto [ptr, ec] = std::from_chars(sv.data(), sv.data() + sv.size(), result);
if (ec == std::errc::invalid_argument)
return std::unexpected(ParseError::invalid_format);
if (ec == std::errc::result_out_of_range)
return std::unexpected(ParseError::out_of_range);
if (ptr != sv.data() + sv.size())
return std::unexpected(ParseError::invalid_format);
return result;
}
std::expected<int, ParseError> double_if_positive(int val) {
if (val <= 0) return std::unexpected(ParseError::out_of_range);
return val * 2;
}
int main() {
// Direct usage
auto result = parse_int("42");
if (result) {
std::cout << "Parsed: " << *result << "\n";
} else {
std::cout << "Error code: " << static_cast<int>(result.error()) << "\n";
}
// Monadic chaining — like Rust's Result::and_then
auto chained = parse_int("21")
.and_then(double_if_positive) // int -> expected<int, E>
.transform([](int v) { return v + 1; }) // int -> int (wrapped)
.or_else([](ParseError e) -> std::expected<int, ParseError> {
std::cout << "Recovering from error\n";
return 0; // default value on error
});
std::cout << "Chained result: " << *chained << "\n"; // 43
return 0;
}std::print and std::println
يجمعstd::printوstd::printlnبينstd::formatوالإخراج، ليحل محلstd::cout <<في معظم حالات الاستخدام. فهي أسرع وآمنة للكتابة وتنتج تعليمات برمجية قابلة للقراءة:
#include <print>
#include <vector>
#include <string>
#include <ranges>
int main() {
// Basic printing — no more << chains!
std::println("Hello, {}!", "C++23");
std::print("No newline here. ");
std::println("But here.");
// Formatting works just like std::format
int x = 42;
double pi = 3.14159;
std::println("x = {}, pi = {:.2f}", x, pi);
std::println("Hex: {:#x}, Binary: {:#b}", 255, 255);
// Print to stderr
std::println(stderr, "Warning: something happened");
// Containers and ranges (C++23 formatter support)
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
std::println("Vector: {}", v); // [1, 2, 3, 4, 5]
// Formatted table
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Name", "Score", "Grade");
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Alice", 95, "A");
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Bob", 87, "B+");
return 0;
}تحسينات النطاقات: الرمز البريدي، القطعة، الشريحة
يضيف C++23 عروض نطاق جديدة قوية تغطي الأنماط الشائعة التي كانت تتطلب في السابق حلقات يدوية أو مكتبات تابعة لجهات خارجية:
#include <print>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <string>
int main() {
std::vector<std::string> names{"Alice", "Bob", "Carol"};
std::vector<int> scores{95, 87, 92};
// zip — combine multiple ranges element-wise
for (auto [name, score] : std::views::zip(names, scores)) {
std::println("{}: {}", name, score);
}
std::vector<int> data{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// chunk — split into groups of N
for (auto chunk : data | std::views::chunk(3)) {
std::print("[ ");
for (int v : chunk) std::print("{} ", v);
std::println("]");
}
// [ 1 2 3 ] [ 4 5 6 ] [ 7 8 9 ]
// slide — sliding window of size N
for (auto window : data | std::views::slide(3)) {
std::print("( ");
for (int v : window) std::print("{} ", v);
std::println(")");
}
// ( 1 2 3 ) ( 2 3 4 ) ( 3 4 5 ) ... ( 7 8 9 )
// cartesian_product — all combinations
std::vector<char> suits{'H', 'D', 'C', 'S'};
std::vector<int> ranks{1, 2, 3};
for (auto [suit, rank] : std::views::cartesian_product(suits, ranks)) {
std::print("{}{} ", suit, rank);
}
std::println("");
// enumerate — index + value (finally!)
for (auto [i, name] : std::views::enumerate(names)) {
std::println("[{}] {}", i, name);
}
return 0;
}نستنتج هذا
يتيح استنتاج هذا الخاص بـ C++23 (يُسمى أيضًا "معلمة الكائن الصريحة") لوظائف الأعضاء أخذthisكمعلمة صريحة ومستنتجة. يؤدي هذا إلى إلغاء الحاجة إلى تكرار الأحمال الزائدة لـconst/non-const، وتمكين عمليات lambda العودية، وتبسيط CRTP:
struct Widget {
std::string name;
// Before C++23: two identical overloads
// const std::string& get_name() const { return name; }
// std::string& get_name() { return name; }
// C++23: one function handles both
template<typename Self>
auto&& get_name(this Self&& self) {
return std::forward<Self>(self).name;
}
};The parameter this Self&& self deduces whether the object is const, non-const أو lvalue أو rvalue - وإعادة التوجيه بشكل صحيح. هذا النمط، الذي يُطلق عليه مصطلح "استنتاج هذا"،، يمكن أن يخفض مجموعات التحميل الزائد لوظائف الأعضاء إلى النصف.
معاينة C++26: العقود، الانعكاس، مطابقة الأنماط
ومن المتوقع أن يتضمن C++26 العديد من الميزات التحويلية:
العقود — تسمحpreوpostوcontract_assertبالشروط المسبقة والشروط اللاحقة والتأكيدات التي يمكن لنظام البناء تمكينها أو تعطيلها:
int sqrt_int(int x)
pre(x >= 0)
post(r: r * r <= x)
{
// implementation
}Static Reflection — Inspect types, members, and enumerators at compile time. Generate code based on struct fields, auto-derive serialization, and more — all without macros.
Pattern Matching — inspect expressions allow matching on types, values, and structure:
inspect (variant_value) {
<int> i => std::println("int: {}", i);
<string> s => std::println("string: {}", s);
__ => std::println("other");
};Sender/Receiver (std::execution) — إطار عمل قياسي للتنفيذ غير المتزامن يوفر التزامن المنظم، ليحل محل تطبيقات تجمع مؤشرات الترابط المخصصة.
مواكبة تطور C++:
1. استهدف الحد الأدنى من المعايير لمشروعك (يعد C++17 خط أساس قوي لمعظم أكواد الإنتاج اليوم)
2. استخدم علامات المترجم لتحديد المعيار:-std=c++17،-std=c++20،-std=c++23
3. تحقق من دعم المترجم على cppreference.com/compiler_support — لا يقوم جميع المترجمين بتنفيذ كل ميزة
4. استخدم وحدات ماكرو لاختبار الميزات مثل__cpp_conceptsو__cpp_lib_expectedلاستخدام الميزات الأحدث بشكل مشروط
5. اقرأ المقترحات (wg21.link/pXXXX) للتعرف على الميزات التي تخطط لاعتمادها
6. لا تلاحق كل ميزة جديدة — اعتمد ما يجعل قاعدة التعليمات البرمجية الخاصة بك أبسط وأكثر صحة، وليس فقط الأحدث
إن اعتماد أحدث الميزات القياسية في وقت مبكر جدًا له تكاليف حقيقية:
أخطاء المترجم: غالبًا ما تحتوي الميزات الجديدة على أخطاء في التنفيذ لا يتم اكتشافها إلا من خلال استخدام الإنتاج. على سبيل المثال، كانت وحدات C++20 وcoroutines تحتوي على أخطاء كبيرة في المترجم لمدة 2-3 سنوات بعد التوحيد القياسي.
أدوات غير مكتملة: قد لا تدعم أدوات تصحيح الأخطاء وملفات التعريف والمحللات الثابتة أحدث الميزات بشكل كامل. غالبًا ما يتأخر دعم IDE (التحسس الذكي، إكمال التعليمات البرمجية).
قابلية النقل: إذا كان يجب تجميع التعليمات البرمجية الخاصة بك على أنظمة أساسية متعددة (Linux وmacOS وWindows والمضمنة)، فأنت مقيد بالتقاطع بين ما تدعمه جميع المترجمات المستهدفة.
جاهزية الفريق: تتطلب الميزات الجديدة التعلم على مستوى الفريق. الميزة التي يفهمها مطور واحد فقط تؤدي إلى اختناق الصيانة.
- يتيح
std::expectedمعالجة الأخطاء على نمط الصدأ من خلال التسلسل الأحادي (.and_then()،.transform()) std::print/std::printlnيستبدلstd::cout <<بمخرجات منسقة نظيفة وسريعة وآمنة من النوع- تضيف نطاقات C++23 طرق عرض
zipوchunkوslideوcartesian_productوenumerate - يؤدي استنتاج هذا إلى التخلص من تكرار التحميل الزائد لوظيفة العضو const/non-const
- يستهدف C++26 العقود والانعكاس الثابت ومطابقة الأنماط و
std::executionلعدم المزامنة - اعتماد معايير جديدة بشكل تدريجي — التحقق من دعم المترجم، واختباره بدقة، والتأكد من جاهزية الفريق
اختبار — اختبر معرفتك
(15 نقطة خبرة)1. ماذا يمثل`std::expected<int, Error>`؟
2. ماذا ينتج`std::views::zip(names, scores)`؟
3. ما هي ميزة C++26 التي تسمح بتحديد الشروط المسبقة للوظيفة والشروط اللاحقة؟