前言
C++20（C++ 編程語言標準 2020 版）將是 C++ 語言一次非常重大的更新，將爲這門語言引入大量新特性。近日，C++ 開發者 Rainer Grimm 正通過一系列博客文章介紹 C++20 的新特性。目前這個系列文章已經更新了兩篇，本篇是第一篇，主要介紹了 C++20 的 Big Four（四大新特性：概念、範圍、協程和模塊）以及核心語言（包括一些新的運算符和指示符）。
C++20 有很多更新，上圖展示了 C++20 更新的概況。下面作者首先介紹 了 C++20 的編譯器支持情況，然後介紹 The Big Four（四大新特性）以及核心語言方面的新特性。
C++20 的編譯器支持
適應新特性的最簡單方法是試用它們。那麼接下來我們就面臨着這個問題：哪些編譯器支持 C++20 的哪些特性？一般來說，cppreference.com/compiler_support_能提供在覈心語言和庫方面的答案。
簡單來說，全新的 GCC、Clang 和 EDG 編譯器能提供對核心語言的最佳支持。此外，MSVC 和 Apple Clang 編譯器也支持許多 C++20 特性。庫方面的情況類似。GCC 在庫方面的支持最好，接下來是 Clang 和 MSVC 編譯器。
四大新特性
概念（concept）
使用模板進行通用編程的關鍵思想是定義能通過各種類型（type）使用的函數和類。但是，在實例化模板時經常會出現用錯類型的問題，其結果通常是幾頁難懂的報錯信息。
現在概念來了，這個問題可以休矣。概念讓你能爲模板編寫要求，而編譯器則可以檢查這個要求。概念革新了我們思考和編寫通用代碼的方式。原因如下：
模板的要求是接口的一部分；
類模板中的函數重載或特殊化可以基於概念進行；
因爲編譯器能夠比較模板參數的要求與實際的模板參數，所以能得到更好的報錯信息。
但是，這還不是全部。
你可以使用預定義的概念，也可以定義你自己的概念；
auto 和概念的用法統一到了一起。你可以不使用 auto，而是使用概念；
如果一個函數聲明使用了一個概念，那麼它會自動變成一個函數模板。由此，編寫函數模板就變得與編寫函數一樣簡單。
下面的代碼片段展示了一個簡單概念 Integral 的定義和使用方式：
template<typenameT>conceptboolIntegral(){returnstd::is_integral<T>::value;}Integralautogcd(Integralautoa,Integralautob){if(b==0)returna;elsereturngcd(b,a%b);}
Integral 這個概念需要 std::is_integral::value 中的類型參數 T。std::is_integral::value 這個函數來自 type-traits 庫，它能在 T 爲整數檢查編譯時間。如果 std::is_integral::value 的值爲 true，則沒有問題。如果不爲 true，則你會收到一個編譯時間報錯。如果你很好奇（你也應該好奇），我的這篇文章介紹了 type-traits 庫：https://www.modernescpp.com/index.php/tag/type-traits。
gcd 算法是基於歐幾里德算法確定最大公約數（greatest common divisor）。我使用了這個縮寫函數模板句法來定義 gcd。gcd 要求其參數和返回類型支持概念 Integral。gcd 是一類對參數和返回值都有要求的函數模板。當我刪除這個句法糖（syntactic sugar）時，也許你能看到 gcd 的真正本質。
下面這段代碼在語義上與 gcd 算法等效：
template<typenameT>requiresIntegral<T>()Tgcd(Ta,Tb){if(b==0)returna;elsereturngcd(b,a%b);}
如果你還沒看到 gcd 的真正本質，過幾周我還會專門發佈一篇介紹概念的文章。
範圍庫（Ranges Library）
範圍庫是概念的首個客戶。它支持的算法滿足以下條件：
可以直接在容器上操作；無需迭代器指定一個範圍；
可以寬鬆地評估；
可以組合。
簡單來說：範圍庫支持函數模式（functional patterns）。
代碼可能比語言描述更清楚。下面的函數用豎線符號展示了函數組成：
#include<vector>#include<ranges>#include<iostream>intmain(){std::vector<int>ints{0,1,2,3,4,5};autoeven=[](inti){return0==i%2;};autosquare=[](inti){returni*i;};for(inti:ints|std::view::filter(even)|std::view::transform(square)){std::cout<<i<<'';//0416}}
even 是一個 lambda 函數，其在 i 爲偶數時返回；lambda 函數 square 則會將 i 映射爲它的平方。其餘的必須從左到右讀取的第 i 個函數組成：for (int i : ints | std::view::filter(even) | std::view::transform(square)). 將過濾器 even 應用於 ints 的每個元素，然後將其餘的每個元素映射爲它們的平方。如果你熟悉函數編程，那麼這讀起來就像一篇散文詩。
協程（Coroutines）
協程是廣義的函數，能在保持狀態的同時暫停或繼續。協程通常用來編寫事件驅動型應用。事件驅動型應用可以是模擬、遊戲、服務器、用戶接口或算法。協程也通常被用於協作式多任務（cooperative multitasking）。
我們這裏不介紹 C++20 的具體協程，而會介紹編寫協程的框架。編寫協程的框架由 20 多個函數構成，其中一部分需要你去實現，另一部分則可能需要重寫。因此，你可以根據需求調整協程。
下面展示了一個特定協程的用法。下面的程序使用了一個能產生無限數據流的生成器：
Generator<int>getNext(intstart=0,intstep=1){autovalue=start;for(inti=0;;++i){co_yieldvalue;//1value+=step;}}intmain(){std::cout<<std::endl;std::cout<<"getNext():";autogen=getNext();for(inti=0;i<=10;++i){gen.next();//2std::cout<<""<<gen.getValue();}std::cout<<"\n\n";std::cout<<"getNext(100,-10):";autogen2=getNext(100,-10);for(inti=0;i<=20;++i){gen2.next();//3std::cout<<""<<gen2.getValue();}std::cout<<std::endl;}
必須補充幾句。這段代碼只是一個代碼段。函數 getNext 是一個協程，因爲它使用了關鍵字 co_yield。getNext 有一個無限的循環，其會在 co_yield 之後返回 value。調用 next()（註釋的 第 2、3 行）會繼續這個協程，接下來的 getValue 調用會獲取這個值。在 getNext 調用之後，這個協程再一次暫停。其暫停會一直持續到下一次調用 next()。我的這個示例中有一個很大的未知，即 getNext 函數的返回值 Generator。這部分內容很複雜，後面我在寫協程的文章中更詳細地介紹。
使用 Wandbox 在線編譯器，我可以向你展示這個程序的輸出：
模塊（Module）
模塊部分簡單介紹一下就好。模塊承諾能夠實現：
- 更快的編譯時間；
- 宏的隔離；
- 表達代碼的邏輯結構；
- 不必再使用頭文件（header file）；
- 擺脫醜陋的宏方法。
原文鏈接：https://www.modernescpp.com/index.php/thebigfour