C++0x、编译器钩子和硬编码语言特性

Question

我对 C++0x 的一些新特性有点好奇。特别是range-based for loops 和initializer lists。这两个功能都需要用户定义的类才能正常运行。

我遇到了this post，虽然最佳答案很有帮助。我不知道这是否完全正确（我可能只是完全误解了，请参阅第一个答案的第三条评论）。根据初始化列表的current specifications，标头定义了一种类型：

template<class E> class initializer_list {
public:
    initializer_list();

    size_t size() const; // number of elements
    const E* begin() const; // first element
    const E* end() const; // one past the last element
};

你可以在规范中看到这个，就是 Ctrl + F 'class initializer_list'。

为了将= {1,2,3} 隐式转换为initializer_list 类，编译器必须了解{} 和initializer_list 之间的关系。没有构造函数可以接收任何内容，所以据我所知，initializer_list 是一个包装器，它绑定到编译器实际生成的任何内容。

这与for( : ) 循环相同，它也需要用户定义的类型才能工作（尽管根据规范，更新为不需要任何数组和初始化列表的代码。但初始化列表需要<initializer_list>，所以这是代理用户定义的代码要求）。

我完全误解了这里的工作原理吗？我认为这些新功能实际上非常依赖用户代码并没有错。感觉好像功能是半生不熟的，而不是将整个功能构建到编译器中，而是由编译器完成一半，在包含中完成一半。这是什么原因？

编辑：我输入了“严重依赖编译器代码”，而不是“严重依赖用户代码”。我认为这完全摆脱了我的问题。我的困惑不在于编译器中内置了新功能，而是编译器中内置的东西依赖于用户代码。

Answer 1

我认为这些新功能实际上非常依赖编译器代码并没有错

它们确实非常依赖编译器。无论您是否需要包含标头，事实是在这两种情况下，今天的编译器都会出现语法解析错误。 for (:) 不太符合当今的标准，其中唯一允许的构造是 for(;;)

感觉好像功能是半生不熟的，而不是将整个功能构建到编译器中，而是由编译器完成一半，在包含中完成一半。这是什么原因？

该支持必须在编译器中实现，但您需要包含系统头文件才能使其工作。这可以服务于几个目的，在初始化列表的情况下，它将类型（编译器支持的接口）带入用户的范围，以便您可以使用它（想想 va_args 在 C 中的方式）。对于基于范围的 for （这只是语法糖），您需要将 Range 带入范围，以便编译器可以执行它的魔法。请注意，标准将for ( for-range-declaration : expression ) statement 定义为等同于（草案中的[6.5.4]/1）：

{ 
   auto && __range = ( expression ); 
   for ( auto __begin = std::Range<_RangeT>::begin(__range), 
         __end = std::Range<_RangeT>::end(__range); 
         __begin != __end; 
         ++__begin ) { 
      for-range-declaration = *__begin; 
      statement 
   } 
} 

如果您只想在没有Range 概念的情况下（不是 C++0x 意义上的）可以实现的数组和 STL 容器上使用它，但是如果您想将语法扩展到用户定义的类（您的自己的容器）编译器可以很容易地依赖于现有的Range 模板（具有您自己的可能的专业化）。依赖于被定义模板的机制相当于要求容器上有一个静态接口。

大多数其他语言已经朝着需要常规接口（比如容器，...）并在其上使用运行时多态性的方向发展。如果这要在 C++ 中完成，整个 STL 将不得不经历一次重大的重构，因为 STL 容器不共享公共基础或接口，并且它们不准备用于多态。

如果有的话，当前的标准在其淘汰时不会不成熟。

Answer 2

这只是语法糖。编译器会将给定的语法结构扩展为直接引用标准类型/符号名称的等效 C++ 表达式。

这不是现代 C++ 编译器在其语言和“外部世界”之间唯一的强耦合。例如，extern "C" 是一种语言 hack，以适应 C 的链接模型。声明线程本地存储的面向语言的方式隐式依赖于大量 RTL 黑客技术。

或者看看C。你如何访问通过...传递的参数？你需要依赖标准库；但它使用的魔法非常依赖于 C 编译器如何准确地布置堆栈帧。

更新：

如果有的话，C++ 在这里采取的方法更符合 C++ 的精神，而不是替代方案 - 它是添加一个 intrinsic 集合或范围类型，嵌入到语言中。相反，它是通过供应商定义的范围类型完成的。我真的不认为它与可变参数参数有什么不同，如果没有供应商定义的访问器宏，它们同样无用。