什么是合约（如 C++17 的建议）？

我读到了有关合同的内容关于 C++17 的思考 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4492.pdf由 B. Stroustrup 撰写，并协助进行了一次小型演讲，讨论了它们，但我不确定我是否真正理解了它们。

所以我有一些疑问，是否可以用一些例子来说明它们：

• 合同只是经典合同的更好替代品吗？assert()，它们应该一起使用吗？对于软件开发人员来说，哪些合同实际上是简单的？

• 合同会影响我们处理异常的方式吗？如果是，我们应该如何使用例外和合同？

• 使用合约是否意味着执行时的开销？我们可以在发布代码上停用它们吗？

来自提案 N4415 http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2015/n4415.pdf:

Vector 类的索引运算符的前置条件契约可以编写为：
T& operator[](size_t i) [[expects: i < size()]];

类似地，ArrayView 类的构造函数上的后置条件契约可以表示为：ArrayView(const vector<T>& v) [[ensures: data() == v.data()]];

感谢@Keith Thompson 评论：

合约没有进入 C++20. 一个新的研究小组 SG21 已经成立。 https://herbsutter.com/2019/07/20/trip-report-summer-iso-c-standards-meeting-cologne/

据我从这份文件中读到：http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2015/n4415.pdf http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2015/n4415.pdf

合同做什么assert多年来一直尝试以原始方式进行。它们既是文档，也是运行时断言，说明调用者应该如何调用该函数，以及调用者期望函数返回后代码处于什么状态。这些通常称为前置条件和后置条件，或不变量。

这有助于清理实现方面的代码，因为通过合约，我们可以假设一旦执行进入您的函数，您的参数就处于有效状态（您期望它们是什么）。

后置条件部分可能会改变您处理异常的方式，因为对于合约，您必须确保抛出异常不会破坏您的后置条件。这通常意味着您的代码必须是异常安全的，尽管这意味着强异常保证还是基本保证取决于您的条件。

Example:

class Data;
class MyVector {
public:
    void MyVector::push_back(Elem e) [[ensures: data != nullptr]]
    {
        if(size >= capacity)
        {
            Data* p = data;
            data = nullptr; // Just for the sake of the example...
            data = new Data[capacity*2]; // Might throw an exception
            // Copy p into data and delete p
        }
        // Add the element to the end
    }
private:
     Data* data;
     // other data
};

在这个例子中，如果new or Data的构造函数抛出异常，您的后置条件被违反。这意味着您应该更改所有此类代码，以确保您的合同永远不会被违反！

当然，就像assert，合同可能包括运行时开销。但不同之处在于，由于契约可以作为函数声明的一部分，因此编译器可以进行更好的优化，例如评估调用者站点的条件，甚至在编译时评估它们。本文开头提到的文档的第 1.5 节讨论了根据您的构建配置关闭合约的可能性，就像普通的旧断言一样。