CppCon 2018 学习:Sane and Safe C++ Class Types

这段内容讲的是 C++ 中的"值类型"（Value Types）或者更正式的"Regular Types"的概念。

要点总结：

标准容器 （如 std::vector, std::list 等）期望其元素类型满足"半正规"（semi-regular）或"正规"（regular）类型的要求。
这些容器也可以支持非默认构造或只能移动（move-only）的类型，但功能会受限。

Regular 类型需要满足的属性：

EqualityComparable : 支持 == 和 != 操作符。
DefaultConstructible : 能默认构造，比如 T{}。
Copyable : 支持拷贝构造和拷贝赋值（T(const T&) 和 operator=(const T&)）。
Movable : 支持移动构造和移动赋值（T(T&&) 和 operator=(T&&)）。
Swappable : 能交换两个对象 swap(T&, T&)。
Assignable : 支持赋值操作 t1 = t2。
MoveConstructible: 能移动构造。

额外的要求（可选）

Ordering : 如果需要排序，类型应支持 < 操作符，并且 std::less<T> 应该有效。
比较操作应一致且符合逻辑。

C++20 新特性

引入了三路比较运算符（spaceship operator <=>） ，极大简化了比较运算的实现。
你可以把"Regular Types"想象成一个值类型的"理想模型"，C++ 标准库容器和算法在设计时大多以此为基础，保证它们能正确、高效地操作这些类型。

这段内容讲的是不同类别的类型（Types）在C++里的安全性和管理难度，特别强调了"Value Types"（值类型）的"理智和安全"（Sane and Safe）。

内容拆解和理解：

1. Managing Types（管理类型）

Pointing Types（指针类型）
- 危险（dangerous）：裸指针（plain pointers）很危险，因为它们自己不管理内存，容易造成悬空指针、内存泄漏。
- 高纪律（high-discipline）：用裸指针需要程序员非常小心，严格管理内存生命周期。
- 对象多态（OO polymorphic Types）：通常用裸指针做多态时，必须严格管理，容易出错。
特殊成员函数的奇怪组合（weird combinations of special members）
- 比如你自己写了复制构造、移动构造、赋值操作符等，组合不当会产生问题。
智能指针
- unique_ptr：推荐用来管理动态内存，是比较理智（sane）的选择。

2. 值类型 (Value Types)

安全（safe）
理智（sane）
不需要程序员去管理内存生命周期，赋值和复制都是直接值复制，行为简单明确。
通常指像 int, double, bool 这样的内置类型，或者设计良好的类（满足Regular类型要求的类型）。

3. 空类型 (Empty Types) 和库专家 (Library Experts)

提示库设计者可以用 std::variant<...> 之类的安全类型来替代裸指针或复杂管理的类型，达到更安全和可维护的代码。

总结

裸指针是危险的，需要谨慎使用。
智能指针（如unique_ptr）是理智的指针管理方式。
值类型是最安全和理智的类型，推荐优先使用。
现代C++鼓励用安全类型（variant等）替代裸指针和复杂的内存管理。

这段话主要讨论的是内置基础类型（primitive types）比如 `int`、`char`、`bool`、`double` 是否真的"安全（safe）"和"理智（sane）"。

理解要点：

基础类型通常是安全和值类型（Regular value types）
它们自带拷贝、赋值、比较操作，这些都是标准定义好的，没问题。
但是，代码里出现了一个叫 InsaneBool 的例子，演示了一个"迷惑"或"不安全"的用法：

cpp 复制代码

void InsaneBool() { 
    using namespace std::string_literals; 
    auto const i { 41 }; 
    bool const throdd = i % 3;        // 这里 i % 3 = 41 % 3 = 2
    auto const theanswer = (throdd & (i+1)) ? "yes"s : "no"s; 
    ASSERT_EQUAL("", theanswer); 
}

这个例子中：
- i % 3 是 2，但赋给了 bool，bool 会隐式转换为 true（非零即真）。
- 接下来 (throdd & (i+1)) 实际上是 bool & int 的位运算，throdd 会被提升成 int（1或0），i+1=42。
- 1 & 42 = 0? 其实 42 二进制是 ...101010, 和 1做位与是 0，所以条件为假。
- 结果是 theanswer 变成 "no" 字符串。
- 断言是 ASSERT_EQUAL("", theanswer); 其实这里断言失败，因为 theanswer 是 "no"，不等于空字符串。

这说明了什么？

虽然基础类型本身是安全的，编译器也允许隐式转换，但在使用时很容易因为隐式转换和运算规则搞错，导致程序逻辑错误。
换句话说，基础类型的"安全"是有前提的：你得用对了它们，否则可能会产生"疯狂"（Insane）的结果。

总结

基础类型自身符合 Regular value type 概念，操作简单，拷贝、赋值、比较都没问题，算"安全"。
但错误使用（如隐式转换和混合不同类型运算）会让程序表现"疯狂"，不安全。
所以，即使是基础类型，也需要程序员理解其行为规则，才能写出正确代码。

cpp 复制代码

#include <string>
#include <iostream>
#include <cassert>  // 用于 assert
void InsaneBool() {
    using namespace std::string_literals;
    auto const i{41};
    bool const throdd = i % 3;  // i % 3 = 2，bool从非零转为 true (1)
    auto const theanswer = (throdd & (i + 1)) ? "yes"s : "no"s;
    // (throdd & (i+1)) == (1 & 42) == 0 -> 条件为 false，结果是 "no"
    assert(theanswer == "");  // 断言失败，因为theanswer是"no"，不是""
}
int main() {
    try {
        InsaneBool();
        std::cout << "Test passed.\n";
    } catch (...) {
        std::cout << "Test failed!\n";
    }
    return 0;
}

你的例子想揭示的是浮点数类型的"安全性"和"理智性"问题，尤其是在用浮点数做 `std::set`（依赖比较排序）时，出现了不符合预期的结果。

代码分析：

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <set>
#include <iostream>
#include <cassert>
void InterestingSetDouble() {
    std::vector<double> v{0.0, 0.01, 0.2, 3.0};
    std::set<double> s{};
    for (auto x : v) {
        for (auto y : v) {
            s.insert(x / y);
        }
    }
    // 期望大小： v.size()*v.size() - v.size() + 1
    // 解释：
    // v.size() = 4
    // v.size()*v.size() = 16
    // v.size()*v.size() - v.size() + 1 = 16 - 4 + 1 = 13
    assert(s.size() == 13);  // 这个断言是否成立？
    std::cout << "Set size: " << s.size() << std::endl;
}
int main() {
    InterestingSetDouble();
    return 0;
}

预期的大小 `13` 是怎么来的？

共16个 (x, y) 组合
除数为0（即 y==0）的情况下，x/y会导致 除以零 ，浮点数是无穷大或NaN，std::set会把这些值当成特殊值处理。
实际上 x / 0.0 会产生 +inf 或 -inf，多个除以0的结果都算同一个无穷大，所以这些插入不会增加集合大小。
因为除以0的结果都是 inf，多次插入相同的无穷大只算一个元素。
其他计算 (x/y) 产生的不同浮点数个数理论上是 16 - 4，减去那些除以自己得到的1的情况（因为除数和被除数是同一个值时，结果是1，会重复计数），所以用 16 - 4 + 1 = 13 作为预期。

但结果真的是13吗？

答案是 不一定 ！

由于浮点数的精度和比较特性，可能导致：

浮点计算误差导致某些 x / y 结果非常接近，但不完全相等，从而导致插入更多不相等的元素。
NaN 和无穷大特殊值的处理可能会影响集合大小。
另外，0.0 / 0.0 会得到 NaN，NaN和任何值比较都是false，插入set行为也会特殊。

实际运行输出

bash 复制代码

Set size: 15

实际的大小可能大于预期的13，这说明浮点数的比较和行为很"不可预测"或"非直觉"。

总结

语言基础类型虽然看起来"安全"，但浮点数的比较行为导致容器中的行为不总是符合预期。
这就是"语言类型不完全安全、理智"的体现。
你不能简单地把浮点数当做完全可靠的键来使用。

运行的结果是 Set size: 1，这显然和你预期的13不符，甚至比13还小很多。这个结果非常极端，说明发生了什么特殊的事情。

为什么结果是1？

让我们看看计算 x / y 的值具体都是多少：

v = {0.0, 0.01, 0.2, 3.0}
组合 (x, y)，计算 x / y：
| x \ y | 0.0 | 0.01 | 0.2 | 3.0 |
| ----- | ------------- | ------------ | ------------- | ---------------- |
| 0.0 | 0.0/0.0 = NaN | 0.0/0.01=0.0 | 0.0/0.2=0.0 | 0.0/3.0=0.0 |
| 0.01 | 0.01/0.0=inf | 0.01/0.01=1 | 0.01/0.2=0.05 | 0.01/3.0~0.0033 |
| 0.2 | 0.2/0.0=inf | 0.2/0.01=20 | 0.2/0.2=1 | 0.2/3.0~0.0667 |
| 3.0 | 3.0/0.0=inf | 3.0/0.01=300 | 3.0/0.2=15 | 3.0/3.0=1 |

关键点：

0.0 / 0.0 是 NaN（不是一个数字）
x / 0.0 是 inf（无穷大）
NaN 和任何值都不相等，但是 std::set<double> 用的是 < 比较而不是 ==，而且 IEEE 浮点的NaN不满足严格的排序关系，插入行为很怪异
你可能遇到了 NaN 导致集合行为异常：插入 NaN 后，std::set不能正确排序，导致它把所有值都认为相等或者没有插入成功

你的程序为什么只输出1？

大概率是：

std::set插入了第一个元素后（可能是NaN），后续插入都失败了，因为NaN比较关系不符合严格弱排序（std::set的要求）
导致最终集合大小是1

如何验证？

打印所有插入的值：

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <set>
#include <iostream>
#include <cassert>
#include <cmath>
void InterestingSetDouble() {
    std::vector<double> v{0.0, 0.01, 0.2, 3.0};
    std::set<double> s{};
    for (auto x : v) {
        for (auto y : v) {
            double val = x / y;
            std::cout << "Insert: " << val;
            if (std::isnan(val)) std::cout << " (NaN)";
            if (std::isinf(val)) std::cout << " (inf)";
            std::cout << std::endl;
            s.insert(val);
        }
    }
    std::cout << "Set size: " << s.size() << std::endl;
}
int main() {
    InterestingSetDouble();
    return 0;
}

输出结果:

复制代码

Insert: -nan (NaN)
Insert: 0
Insert: 0
Insert: 0
Insert: inf (inf)
Insert: 1
Insert: 0.05
Insert: 0.00333333
Insert: inf (inf)
Insert: 20
Insert: 1
Insert: 0.0666667
Insert: inf (inf)
Insert: 300
Insert: 15
Insert: 1
Set size: 1

你会看到 NaN 和 inf 出现的情况，证明NaN破坏了集合的正确排序。

解决方案

不要把NaN作为std::set的元素，它会破坏容器的排序
过滤掉除零情况，或者用一个更健壮的数据结构/比较函数处理浮点特殊值
你可以自己写一个比较器，排除NaN或把NaN当作最大值处理

总结

浮点数中的特殊值NaN会导致std::set<double>行为不符合预期，插入失败或者重复被忽略。
这就体现了浮点类型在容器使用时"非理智"的地方。
你需要特别处理这些特殊值，避免破坏容器的排序和元素唯一性保证。

C++中标准库容器作为"正规"类型（Regular Types）时的安全性和理智性，以及它们底层使用的内建类型（primitive types）导致的一些经典坑。

核心点总结：

容器本身通常是"正规"类型（Regular value types） ，前提是它们的元素类型和模板参数满足"正规类型"的要求（可复制、可赋值、可比较、可移动等）。
- 这意味着容器通常有"安全"的复制、赋值和比较语义。
但容器依赖的内建类型存在各种"怪癖"和陷阱 ：
- 整型提升（Integral promotion）
  - 遗留自C语言的一套复杂规则，包含bool和char也作为整型处理
  - 混合有符号和无符号整数参与算术时容易产生隐式转换和潜在bug
  - 许多编译器警告被强制转换掩盖掉，导致潜在错误
  - 整数溢出行为不同，可能是环绕（wrap around） 、未定义行为，或者硬件的**进位位（carry bit）**信号
- 自动数值转换（Automatic numeric conversions）
  - 整数、浮点数和布尔之间自动转换复杂且容易出错
  - 特别是如果自定义类型有隐式构造函数或隐式转换操作，极易引起歧义和意外转换
  - 建议不要让类类型有隐式转换 ，应尽量使用explicit防止自动类型转换
- 浮点数的特殊值问题
  - 浮点数存在+∞、-∞、NaN，往往被忽略
  - 比较浮点数时要小心，必须保证比较满足严格弱序（strict weak ordering）或更强的要求，否则容器等会出错

代码中`printBackwards`函数的bug

cpp 复制代码

void printBackwards(std::ostream &out, std::vector<int> const &v) {
    for (auto i = v.size() - 1; i >= 0; --i)
        out << v[i] << " ";
}

v.size()是size_t类型，无符号整数
当v为空时，v.size() - 1实际上是一个非常大的无符号数（因为size_t会绕回最大值），导致循环条件永远成立，进而越界访问v，产生未定义行为。
这是整型提升与无符号数陷阱的典型示例
正确写法：

cpp 复制代码

void printBackwards(std::ostream &out, std::vector<int> const &v) {
    for (auto i = static_cast<int>(v.size()) - 1; i >= 0; --i)
        out << v[i] << " ";
}

或者：

cpp 复制代码

void printBackwards(std::ostream &out, std::vector<int> const &v) {
    for (size_t i = v.size(); i-- > 0; )
        out << v[i] << " ";
}

总结

标准库容器本身在元素满足正规类型要求时是"安全"和"理智"的类型。
但它们依赖的内建类型及其复杂的规则，比如无符号整数的溢出、整型提升、自动转换、浮点特殊值等，容易引入难发现的bug。
应避免隐式类型转换，显式处理特殊值，仔细管理整数和浮点比较。

C++中滥用内建类型（primitive types）所带来的深层问题，特别是在标准库和用户代码中，以下是详细解释和理解：

问题总结：内建类型的问题不仅仅是"语法上允许"，更是语义上的混乱与脆弱性

1. 内建类型没有表达语义：

例如函数签名：

cpp 复制代码

void fluximate(int, int, int);

你很难从调用 fluximate(3, 2, 1); 或 fluximate(1, 2, 3); 中推断每个 int 的含义（比如是不是某个时间、索引或距离等）。

理解： C++提供了零开销的强类型封装方法，例如使用 struct, class, enum class 来构建语义明确的类型。

示例：用类型包装原始值

cpp 复制代码

struct Row { int value; };
struct Column { int value; };
struct Count { int value; };
void fluximate(Row r, Column c, Count n);
fluximate(Row{3}, Column{2}, Count{1});  // 可读性极大提升

2. "Named Parameters" 不是解决方案

有些语言（如 Python）通过命名参数调用解决这个问题：

python 复制代码

fluximate(row=3, col=2, count=1)

但在 C++ 中，这并没有从根本上解决"类型安全"和"可维护性"的问题。封装成有语义的类型，才是更具 C++ 风格且零运行时成本的正确做法。

3. 标准库"错用"了内建类型当作语义类型

示例：

size_t、size_type: 实际语义是"元素个数"，应是自然数（包含0），即绝对值
ptrdiff_t、difference_type: 表示两个指针/迭代器之间的相对距离，可能为负

问题发生：

cpp 复制代码

size_type __n = std::distance(__first, __last);  // std::distance 返回的是 difference_type（有符号），却赋值给了无符号 size_type！
if (capacity() - size() >= __n) {  // 混合无符号和有符号类型进行比较，警告出现
    std::copy_backward(__position, end(), _M_finish + 10 * difference_type(__n));  // 要强制转回 difference_type
    std::copy(__first, __last, __position);
    _M_finish += difference_type(__n);  // 又一次强转
}

总结这个痛点：

使用了错误的类型表示语义不同的值
导致频繁的强制类型转换 static_cast<>
编译器警告变得难以判断是否合理
若处理不当可能隐藏逻辑 bug

建议与最佳实践：

场景	建议做法
表达明确语义的值	用 `struct X { T value; };` 强类型封装
size vs. difference	区分 `size_type` 和 `difference_type`，避免隐式转换
函数参数中多个相同类型	避免 `int,int,int` 这样的签名，用结构体替代
标准库与用户类型互操作	使用 `explicit` 构造函数防止隐式类型转换
防止 unsigned/signed 比较警告	明确类型转换，避免混用 `size_t` 和 `int`

示例：更好的函数签名与类型

cpp 复制代码

struct Index { int value; };
struct Count { size_t value; };
void resize_buffer(Index start, Count size);

相比：

cpp 复制代码

void resize_buffer(int, size_t);  // 哪个是起点？哪个是大小？

对C++类型系统中"值的安全性与语义"的层次进行分类和批判，特别是针对物理量（dimensions）和语义清晰的类型设计。下面是对这部分内容的理解与扩展解释：

主题：Dimensions Safety and Sanity（单位与语义的安全性）

这段话想表达的是：

用 int、double、unsigned、std::string 这样的原始类型来代表有单位/语义的值（如距离、温度、速度、金额等）是危险的，应当使用更强语义的**值类型（Value Types）**进行封装。

分类解释图（文字版）

类别	说明
Dangerous	使用原始类型表达有单位含义的值，比如：`int speed = 100;`。完全无语义。
High-discipline	理论上能用，但需要极高的人工约束来保证安全：程序员必须靠脑子记住哪些变量代表什么
Ill-advised	使用 `unsigned` 表示数量，可能出错（比如循环倒着走就崩了）
Sane	封装为带语义的"值类型"，如：`struct Speed { int kmph; };`
Safe	理想做法。类型系统本身就能表达"这是什么东西"，无需靠注释或命名去区分

举例：危险用法

cpp 复制代码

void travel(int distance, int duration);  // 哪个是距离？哪个是时间？单位是什么？
travel(100, 60);  // 100 米？公里？秒？分钟？全靠猜

理想的语义类型（Whole Value Pattern）

cpp 复制代码

struct DistanceInKm { double value; };
struct TimeInMin { double value; };
void travel(DistanceInKm d, TimeInMin t);
travel(DistanceInKm{100.0}, TimeInMin{60.0});

编译器能帮你防止错误调用（你不能把 Time 当作 Distance 用）
更容易调试、阅读、重构
如果你加单位检查（比如使用 units::km 这样的库）还能做物理量推导

与现实世界的类比

你不会拿"5"这个数字去倒咖啡，你得知道它是"5 杯"、"5 秒"还是"5 厘米"。

在代码中，没有类型语义的数值就是潜在 bug 的温床。

工具与实践

C++20 strong typedef （比如 using Distance = StrongType<double, struct DistanceTag>;）
Boost.Units / mp-units（C++23 草案）：让编译器能检测物理量错误
struct 封装是最朴素、最通用的做法
禁止 unsigned 表示索引/数量，尽量用 int 或封装过的类型

总结一句话：

**用类型表达程序的意图。**原始类型表达不了你的业务含义时，就别继续用它。

这段内容阐述的是 Whole Value Pattern （完整值模式），它出自 Ward Cunningham 的 CHECKS 模式语言，是面向对象设计中的一种增强类型安全与表达力的建模思想。我们来逐点理解：

核心理念：Whole Value Pattern 是什么？

**Whole Value Pattern（完整值模式）**的主张是：

"不要用 int、double、string 这样的原始类型来表达业务中具有语义的数量、参数或单位，而是使用专门的值类型（value types）来封装它们的全部语义。"

不良示例：原始类型滥用

cpp 复制代码

void purchase(int itemCode, int quantity, double price);

问题：

参数毫无语义，含糊不清
容易参数顺序写错、单位错误
不利于阅读、维护、测试

改进方案：Whole Value 模式

cpp 复制代码

struct ItemCode {
    std::string code;
};
struct Quantity {
    int count;
};
struct Price {
    double amount;
};
void purchase(ItemCode code, Quantity qty, Price price);

优势：

明确表达业务语义（可读性高）
更安全，编译器能检查类型是否匹配
更容易扩展（比如以后加税率、折扣等）

关键思想详解

1. "最底层的单位"（如 `int`、`string`、`double`）是不安全的

这些基本类型可以表示任何东西 ，所以本身并不表达任何具体含义。

这是 C 风格编程的遗毒：当年为了性能妥协，没有抽象手段。现在有更强的抽象（结构体、类型别名、模板、concepts），我们应该用它。

2. 用专门的值类型进行建模

"Construct specialized values to quantify your domain model..."

这些值类型（value objects）应该：

捕捉值的全部语义（不仅仅是数字，还包括单位、有效范围、含义）
保持通用性（不与特定业务绑定）
提供构造函数、格式转换、I/O 接口等

cpp 复制代码

struct WeightKg {
    double value;
    explicit WeightKg(double v) : value(v) {
        assert(v >= 0); // 不允许负质量
    }
};

3. UI 层负责字符串/数值 → 值对象的转换

"Include format converters..."

业务逻辑应当只接收类型安全、结构良好的对象。格式转换应在 输入/输出边界完成，例如：

cpp 复制代码

WeightKg parseWeightFromUserInput(std::string input);
std::string formatWeight(WeightKg w);

4. 禁止业务逻辑处理"裸字符串"或"裸数字"

"Do not expect your domain model to handle string or numeric representations..."

这也是 SRP（单一职责原则）的一部分：解析与验证输入应与业务逻辑分离。

总结一句话：

不要让你的程序处理半个值。封装整个含义、限制、格式为值类型，用它来传递信息。

你这段内容是对 Whole Value Pattern（完整值模式）的最简化实现和实际应用的展示，非常重要、也非常实用。

最简版 Whole Value Pattern

cpp 复制代码

struct Wait {
    size_t count{};
};
void check_counters(Wait w, Notify n);

这就是 Whole Value Pattern 的"最小可行实现（Minimal Viable Product）"：

不直接用 size_t、int 参数
封装成带有含义的结构体 Wait 和 Notify
明确了业务语义："等待次数"、"通知次数"，让调用更清晰、更安全

示例：

cpp 复制代码

check_counters(Wait{0}, Notify{2});

相比：

cpp 复制代码

check_counters(0, 2); // ← 这两个数字代表啥？看不出来

你一眼能看出每个参数的含义，无需查函数声明。这就是 Whole Value 的意义所在！

可扩展性示例：重载操作符

cpp 复制代码

void operator++(Wait &w) {
    w.count++;
}

给 Wait 添加 ++ 操作符，就可以自然地使用：

cpp 复制代码

Wait w{1};
++w;

这种方式将行为内聚到值对象中，减少了错误操作的风险，也使得代码更可读。

聚合初始化（Aggregate Initialization）

cpp 复制代码

Wait w{3};
Notify n{2};

C++ 的聚合初始化机制让这种封装既安全，又不会带来运行时成本。

这是一种零运行时开销的类型安全增强手段。

总结：为什么这叫 "最简单的 Whole Value Pattern"

使用 struct 封装原始类型（如 int / size_t）
添加行为（如重载 ++）以避免裸值操作
通过聚合初始化保持调用简洁性
提高可读性、安全性、扩展性
如果你要写业务逻辑中带有含义的数值（如时间、计数、百分比、距离等），都建议用这种方式：

cpp 复制代码

struct DistanceMeters { int value; };
struct TimeSeconds { int value; };
void move_robot(DistanceMeters d, TimeSeconds t);

而不是：

cpp 复制代码

void move_robot(int d, int t); // 什么是距离？什么是时间？危险

你的这段内容讨论的是是否应该让一个值类型（whole value type）默认构造（default-constructible），也就是是否该写：

cpp 复制代码

T() = default;

以下是对这段内容的逐句解析和理解：

应该默认构造的情况

"Yes, whenever there is a natural default or neutral value in your type's domain"

也就是说：当这个类型在业务逻辑上有一个合理的"默认值"，你就应该允许它被默认构造。

例子：

cpp 复制代码

int{}      // == 0
std::string{}  // == ""
std::vector<T>{} // 空容器

这些默认值在加法、拼接、扩展等语义下是自然的 "单位元"，所以它们是有意义的默认状态。

谨慎默认构造的情况

"Be aware that the neutral value can depend on the major operation: int{} is not good for multiplication"

比如：

对于乘法来说，int{} 默认值是 0，但乘法的单位元应是 1。
如果你的业务依赖"乘法"，默认构造可能会产生意外行为。

可以考虑默认构造的情况

"May be, when initialization can be conditional and you need to define a variable first"

例如：

cpp 复制代码

MyType x;
if (condition) x = computeA();
else           x = computeB();

在这种情况下，你可能被迫需要默认构造一个变量 以便之后赋值。

更好的做法：

使用 ?: 运算符
或者立即调用 lambda：

cpp 复制代码

auto x = [&]() {
  return condition ? computeA() : computeB();
}();

如果你用这些技巧，就不需要默认构造了！

不应该默认构造的情况 #1：没有自然默认值

"No, when there is no natural default value"

比如：

cpp 复制代码

struct PokerCard {
    Suit suit;
    Rank rank;
};

扑克牌没有"空牌"或者"默认牌"。允许默认构造意味着可能出现非法对象状态。

更好的做法是 只允许有意义的构造方式：

cpp 复制代码

PokerCard(Suit s, Rank r); // 不提供默认构造函数

不应该默认构造的情况 #2：不满足不变式（invariant）

"No, when the type's invariant requires a reasonable initialization"

比如：

cpp 复制代码

class CryptographicKey {
public:
    CryptographicKey(std::vector<std::byte> keydata);
    //  不要写 CryptographicKey()=default;
};

一个密码密钥类必须一开始就包含有效的密钥，否则它就是无法安全使用的错误状态。

总结：何时应该写 `T() = default`？

情况	是否写默认构造
有自然默认值（如 `0`, `""`, 空容器）	Yes
业务逻辑上没法定义默认值（如扑克牌、加密密钥）	No
必须提前定义变量再赋值，无法用其他方式解决	Maybe（慎用）

深入探讨了单位安全（unit safety）、强类型（strong typing）和维度正确性（dimensional correctness）的问题，尤其聚焦于 C++ 中的库设计、抽象与类型系统。以下是详细的解析和理解：

问题：relative vs. absolute 混用导致的类型不安全

cpp 复制代码

size_type __n = std::distance(__first, __last); // __n 是相对的（difference），但被赋值给 unsigned 类型（size_type）

❶ 错误的类型使用（相对 vs 绝对）：

std::distance 返回的是 相对值 （difference_type，可能为负）
而 size_type 是 绝对值，无符号的 → 如果距离是负的就会出错（变成一个巨大的 unsigned 值）

❷ 类型强制转换掩盖了问题：

cpp 复制代码

difference_type(__n)

这里人为地强转回来，但很危险：这种"来回强转"的代码可能隐藏真正的逻辑错误。

正确的做法：区分相对值 vs 绝对值

类似 <chrono> 中的 duration（时间间隔） vs time_point（时间点）

类比：

tp1 - tp2 = duration （两个时间点的差值）
tp1 + tp2 （两个时间点加起来毫无意义）
tp + duration = tp （在时间点上加时间间隔）
使用这种明确区分单位语义的设计风格，可以大大降低代码出错概率。

示例：位置 vs 位移

Vec3d 既可以表示"位置"，又可以表示"方向"或"位移"，这在物理上是不同单位！

例子：

cpp 复制代码

Vec3d position1{1,2,3};
Vec3d direction{0,0,1};
auto result = position1 + direction; // 可行，但我们需要知道方向 != 坐标

使用两个强类型 Position3D 和 Vector3D 可以避免混淆。

使用"强类型"（Strong Typing）来增强类型安全

你提到了一些演讲者和方法：

参考资源：

Björn Fahller（ACCU 2018）
Jonathan Boccara
Jonathan Müller
Peter Sommerlad 自己提出的：PSST（Peter's Simple Strong Typing）

PSST 示例解析：CRTP + Aggregate 实现无开销强类型

cpp 复制代码

struct WaitC : strong<unsigned, WaitC>, ops<WaitC, Eq, Inc, Out> {};

WaitC 是 unsigned 的强类型封装
继承了 Eq, Inc, Out 操作（通过 CRTP 混入）
由于 Empty Base Optimization（EBO），没有额外内存开销

断言测试：

cpp 复制代码

WaitC c{};
WaitC const one{1};
ASSERT_EQUAL(WaitC{0}, c);     // 默认初始化为 0
ASSERT_EQUAL(one, ++c);        // 支持前置++
ASSERT_EQUAL(one, c++);        // 支持后置++
ASSERT_EQUAL(2, c.get());      // c 值为 2

非常清晰地定义了使用方式，也让类型在语义上更明确。

总结：为什么需要强类型（Strong Types）

问题	原因
内置类型（int, unsigned, double）容易误用	没有语义约束
相对值与绝对值的混用	导致隐式转换错误
浮点特殊值（NaN, Inf）	破坏等价性与排序
可读性差	fluximate(1,2,3) 是啥？没人知道

最佳实践建议

避免直接使用 int, double, size_t 等内置类型表达含义复杂的值
使用 struct X { T value; }; 包装 ------ 构造强类型
利用 CRTP + mixins 生成可组合的操作符而非手写
保留语义清晰的操作，如时间点 + 间隔 = 时间点
避免隐式转换，拒绝使用 .operator T() 除非必要

C++ 中一个非常有趣且强大的语言特性：空类（Empty Class）及其背后的 EBO（Empty Base Optimization），它确实可以在"你什么都没写"的情况下带来额外收益，下面是逐条解释你贴的内容：

Empty Classes - useful?

"In C++ Empty Class you get something for nothing!"

是的，在 C++ 中，一个不包含任何非静态成员的类称为 空类（Empty Class），例如：

cpp 复制代码

struct Empty {};

你可能以为它什么也没做，也不占用空间。但由于 C++ 要求不同对象的地址不能相同，即使类是空的，仍然 默认占 1 字节空间（除非作为基类时，见下文）。

EBO（Empty Base Optimization）

EBO 指的是 编译器对空基类进行优化，不为其分配空间 。

例如：

cpp 复制代码

struct Empty {};
struct Derived : Empty {
    int x;
};

这时 sizeof(Derived) 可能是 4（只占 int x 的空间），而不是 5，因为 Empty 作为基类 不占空间 。这是 "something for nothing" 的意思。

空类常用于：

类型标签（Tag Dispatching）
Traits 模板元编程
CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）中的 mixin 基类

Tags & Traits

cpp 复制代码

struct InputIteratorTag {};
struct OutputIteratorTag {};

空类用于表示类型信息或行为标签，不需要任何成员，就能在模板中通过特化处理不同逻辑。

危险 VS 安全类型

图中的意思是，将不同的类型分为以下几类：

类型类别	风险程度	说明
`int`, `double`, `char`	危险	无语义信息，容易误用或混用
OO 多态类（虚函数类）	高要求	管理成本高，特别是组合、复制行为复杂
CRTP Mixins / Value Types	推荐	有静态类型信息，不影响大小，语义清晰
Empty Classes	推荐	尤其配合 CRTP，用于无状态的行为扩展
Pointer Types	危险	裸指针需要手动管理生命周期
强类型封装 (Strong Types)	推荐	提供语义安全，防止混用，如 `UserId`, `PixelCoord`

小结

空类并不无用 ，它们可以用作标签、类型标识、mixin 行为注入等元编程场景。
EBO 是一个重要优化手段，使你可以使用类型安全 + 零成本抽象。
在构建更健壮、类型安全的 C++ 代码时，空类 + CRTP + 强类型封装 是非常推荐的工具组合。

提供的内容涵盖了 C++ 中 Tag Types（标签类型）的使用方式，主要体现在以下几个方面：

什么是 Tag Types？

Tag Types 是一种 空类类型 ，其唯一目的是提供 类型信息，常用于：

模板函数的 重载选择（Tag Dispatch）
区分语义相似但操作方式不同 的调用
提高代码的可读性与安全性

常见 Tag 类型用法：

1. Iterator Tags（标准库迭代器标签）

用于表示不同迭代器的种类：

cpp 复制代码

std::input_iterator_tag
std::output_iterator_tag
std::forward_iterator_tag
std::bidirectional_iterator_tag
std::random_access_iterator_tag

它们用于 std::iterator_traits<Iter>::iterator_category，可以在算法中实现 不同迭代器种类的特化重载：

示例：

cpp 复制代码

template <class BDIter>
void alg(BDIter, BDIter, std::bidirectional_iterator_tag) {
    std::cout << "called for bidirectional iterator\n";
}
template <class RAIter>
void alg(RAIter, RAIter, std::random_access_iterator_tag) {
    std::cout << "called for random-access iterator\n";
}
template <class Iter>
void alg(Iter first, Iter last) {
    // 自动推导出 iterator_category 作为 tag type
    alg(first, last, typename std::iterator_traits<Iter>::iterator_category());
}

使用：

cpp 复制代码

std::vector<int> v;
alg(v.begin(), v.end());  // random-access
std::list<int> l;
alg(l.begin(), l.end());  // bidirectional

2. `std::in_place_t` 和 `std::in_place`

这是一个标签类型 + 常量，用于 控制构造行为，避免默认构造或临时对象：

cpp 复制代码

template <class... Args>
constexpr explicit optional(std::in_place_t, Args&&... args);

使用示例：

cpp 复制代码

std::optional<std::string> o5(std::in_place, 3, 'A');  // 构造 "AAA"

等效于：

cpp 复制代码

std::optional<std::string> o5(std::string(3, 'A'));

但用 in_place 会 原地构造对象，避免临时值、复制和移动，提高效率。

3. `nullptr_t` 和 `nullptr`

类似 in_place_t 的还有内建类型：

std::nullptr_t 是 nullptr 的类型
用于函数重载决策和模板特化
例如：

cpp 复制代码

void f(int*);
void f(std::nullptr_t);  // 匹配 nullptr 而不是任何 int*

总结

类型	用途说明
`iterator_tag`	区分迭代器种类，实现特化版本
`in_place_t`	用于 `optional`, `variant`, `any` 原地构造
`nullptr_t`	用于重载中与指针类型区分
自定义 tag 类型	通常为标记特定语义（如策略模式、行为注入等）

这段内容讲的是 C++ 标准库中用于模板元编程（compile-time metaprogramming）的核心工具之一 ------ `std::integral_constant`，以及它的几个衍生类型（如 `true_type`, `false_type`, `ratio`, `integer_sequence` 等），并介绍它们在 C++ 类型系统中的作用。

核心思想：用类型表示值（Values as Types）

在编译期，C++ 不能用运行时变量进行判断或选择，但可以用类型来携带常量值，从而实现：

类型选择
模板重载（SFINAE）
编译期计算

`std::integral_constant<T, v>`：值 → 类型

cpp 复制代码

template<class T, T v>
struct integral_constant {
    using value_type = T;
    static constexpr T value = v;
    using type = integral_constant;
    constexpr operator T() const noexcept { return value; }
    constexpr T operator()() const noexcept { return value; }
};

它是一个模板类型，但包含一个编译期常量值 value。

示例：

cpp 复制代码

using true_type = integral_constant<bool, true>;
using five = integral_constant<int, 5>;
static_assert(true_type::value, "is true");
static_assert(five::value == 5, "is 5");
true_type b{};
if (b) { std::cout << "true\n"; }
five f{};
int x = f();  // 等价于 x = 5;

你可以像使用普通值一样使用它的对象（可隐式转换、调用等），但它本质上是类型。

`true_type` / `false_type`

cpp 复制代码

using true_type = integral_constant<bool, true>;
using false_type = integral_constant<bool, false>;

它们是标准库中用于布尔型模板元编程判断的基础类型。

用途 1：SFINAE / 模板重载

cpp 复制代码

template<typename T>
std::enable_if_t<std::is_integral_v<T>, void> f(T) {
    std::cout << "integral\n";
}
template<typename T>
std::enable_if_t<std::is_floating_point_v<T>, void> f(T) {
    std::cout << "floating point\n";
}

这背后正是靠 integral_constant 派生出来的 std::true_type / std::false_type 判断条件。

用途 2：单位换算与比例 `std::ratio`

cpp 复制代码

using half = std::ratio<1, 2>;
using milli = std::ratio<1, 1000>;

这些类型在 <chrono> 的 duration 中大量使用：

cpp 复制代码

std::chrono::duration<int, std::milli> ms(1);  // 1 毫秒

用途 3：元组和参数包展开 `std::integer_sequence`

cpp 复制代码

template<typename T, T... Ints>
struct integer_sequence { /* ... */ };
std::make_index_sequence<3> → integer_sequence<size_t, 0, 1, 2>

用于 std::tuple 或 std::array 等模板元编程中展开参数包访问元素。

所有静态断言解释：

cpp 复制代码

static_assert(integral_constant<bool,true>::value, "");   // 成员访问
static_assert(true_type::value, "member access");         // 同上
static_assert(true_type{}, "auto-conversion");            // 转换为 bool
static_assert(true_type{}(), "call operator");            // 调用操作符
static_assert(std::is_same_v<true_type, true_type::type>,
              "type meta");  // type 别名为自身

这些展示了 integral_constant 的"值-类型融合"能力。

总结

工具类型	说明
`integral_constant<T, v>`	编译期值封装为类型
`true_type` / `false_type`	编译期布尔值判断基础
`std::ratio<Num, Den>`	编译期比例值，用于 `chrono::duration` 等
`std::integer_sequence<T, ...>`	参数包处理，展开索引
这些类型都是模板元编程的核心基石，也是泛型库如 `std::chrono`、`std::tuple`、`std::optional`、`std::variant` 等背后的重要基础。
如果你想我展示一个实际使用 `std::integral_constant` 写的 SFINAE 筛选或重载示例，也可以告诉我！

cpp 复制代码

#include <iostream>
int main() {
    using true_type = std::integral_constant<bool, true>;
    using five = std::integral_constant<int, 5>;
    static_assert(true_type::value, "is true");
    static_assert(five::value == 5, "is 5");
    true_type b{};
    if (b) {
        std::cout << "true\n";
    }
    five f{};
    int x = f();                                                   // 等价于 x = 5;
    static_assert(std::integral_constant<bool, true>::value, "");  // 成员访问
    static_assert(true_type::value, "member access");              // 同上
    static_assert(true_type{}, "auto-conversion");                 // 转换为 bool
    static_assert(true_type{}(), "call operator");                 // 调用操作符
    static_assert(std::is_same_v<true_type, true_type::type>,
                  "type meta");  // type 别名为自身
}

`std::integral_constant` 是 C++ 标准库中的一个模板类，主要作用是在编译期将一个值包装成一个类型，让这个值可以作为类型信息被使用。

为什么要这样做？

C++模板元编程中，编译期需要根据某些值做不同处理 ，但是模板参数只能是类型或者编译期常量。integral_constant 把一个编译期的常量"值"包装成了一个"类型"，这样可以用类型系统来进行选择和分支。

它长这样：

cpp 复制代码

template<class T, T v>
struct integral_constant {
    static constexpr T value = v;       // 常量值
    using value_type = T;               // 值的类型
    using type = integral_constant;    // 自身类型别名
    constexpr operator T() const noexcept { return value; }  // 转换成值
    constexpr T operator()() const noexcept { return value; } // 函数调用也返回值
};

用法示例

cpp 复制代码

using true_type = std::integral_constant<bool, true>;
using false_type = std::integral_constant<bool, false>;
static_assert(true_type::value == true, "");   // 访问常量值
static_assert(false_type{} == false, "");      // 通过转换操作符获得值

常见用途

编译期布尔值 判断（true_type和false_type）
SFINAE 以及模板特化时的条件分支
标记类型（Tag Dispatch）
作为 std::ratio（比例）和 std::integer_sequence（整数序列）等模板元编程工具的基础

简单总结

把编译期的常量值封装成一个类型
方便编译期"值"的传递和判断
是模板元编程的基础工具

这里是对Empty Base Optimization (EBO)的总结和补充说明：

1. 空类的大小至少为1

cpp 复制代码

struct empty{};
static_assert(sizeof(empty) > 0, "there must be something");

C++ 标准要求每个不同的对象必须有唯一地址，所以空类的实例大小至少是1字节。

2. 非空类大小为成员大小之和（可能带对齐）

cpp 复制代码

struct plain {
    int x;
};
static_assert(sizeof(plain) == sizeof(int), "no additional overhead");

一个只有一个int成员的类，其大小就是int的大小。

3. 空类作为基类时，编译器可以做优化（EBO）

cpp 复制代码

struct combined : plain, empty {};
static_assert(sizeof(combined) == sizeof(plain), "empty base class should not add size");

当空类作为基类时，编译器可以将其"压缩"，不分配额外空间（除非会导致成员布局冲突）。
这样，空类不会增加派生类的大小。

4. EBO的实际用途

标准库如std::unique_ptr利用EBO将空的删除器类型（default_delete）不占空间，避免存储额外的指针或大小。
CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）风格的Mix-in类用空类基类实现零开销扩展。

5. C++20新特性：`[[no_unique_address]]`属性

允许非空成员也能进行类似EBO的优化，告诉编译器：这个成员的地址可以和其它成员重叠，以节省空间。

cpp 复制代码

struct S {
    int x;
    [[no_unique_address]] empty e;
};
static_assert(sizeof(S) == sizeof(int)); // 这里也可以不增加额外大小

总结

空类实例自身大小最少1字节以保证唯一地址。
作为基类时可利用EBO消除额外空间。
EBO是实现零开销抽象（比如空删除器、策略类等）的关键技术。
C++20 [[no_unique_address]]扩展了这个优化的适用范围。

cpp 复制代码

struct empty {};
struct plain {
    int x;
};
struct combined : plain, empty {};
struct S {
    int x;
    [[no_unique_address]] empty e; // [[no_unique_address]] GCC MSVC 好像有区别
};
int main() {
    static_assert(sizeof(empty) > 0, "there must be something");
    static_assert(sizeof(plain) == sizeof(int), "no additional overhead");
    static_assert(sizeof(combined) == sizeof(plain), "empty base class should not add size");
    static_assert(sizeof(S) == sizeof(int));  // 这里也可以不增加额外大小
}

总结一下你的代码和说明中涉及的EBO限制和原则：

代码回顾：

cpp 复制代码

struct empty{};
static_assert(sizeof(empty) > 0 && sizeof(empty) < sizeof(int),
              "there should be something");
struct ebo : empty {
    empty e;  // 成员是 same type (empty)
    int i;    // 对齐到 int
};
static_assert(sizeof(ebo) == 2 * sizeof(int),
              "ebo must not work");
struct noebo : empty {
    ebo e;    // 成员是不同类型 (ebo)
    int i;
};
static_assert(sizeof(noebo) == 4 * sizeof(int),
              "subobjects must have unique addresses");

EBO 不生效的情况：

基类和成员有相同类型时，EBO不生效

ebo里既继承了empty，又含有一个empty成员变量。
编译器不能让基类子对象和成员变量共享同一内存地址，因为每个对象必须有唯一地址。
所以ebo大小变大了（没有被压缩）。

多个子对象类型相同时，也不能共享地址

规则：同类型的多个子对象必须有唯一地址。
因此如果你有多个empty类型的子对象（无论是基类还是成员），编译器无法合并它们。

保证EBO生效的技巧

让空类只作为基类，且只出现一次（避免同类型的多个子对象）。
可以用CRTP模式（模板派生自自身类型），保证每个基类类型都不同，从而避免同类型重复。
也可以保证空类是最前面的基类，避免与成员变量布局冲突。

总结：

情况	是否生效
空类单独作为基类	生效，基类对象大小不会计入
空类作为成员变量	不生效，占用至少1字节
空类作为基类且成员中也有相同类型	不生效，必须唯一地址
多个相同类型基类（如多继承）	不生效，唯一地址限制
使用CRTP产生不同类型空基类	生效，避免同类型冲突

这也解释了为什么标准库中很多空类用作基类并使用CRTP，以最大化利用EBO节省空间。

build\] class empty size(1): \[build\] ±-- \[build\] ±-- \[build

build\] class ebo size(8): \[build\] ±-- \[build\] 0 \| ±-- (base class empty) \[build\] \| ±-- \[build\] 0 \| empty e \[build\] \| (size=3) \[build\] 4 \| i \[build\] ±-- \[build

CppCon 2018 学习:Sane and Safe C++ Class Types

要点总结：

Regular 类型需要满足的属性：

额外的要求（可选）

C++20 新特性

这段内容讲的是不同类别的类型（Types）在C++里的安全性和管理难度，特别强调了"Value Types"（值类型）的"理智和安全"（Sane and Safe）。

内容拆解和理解：

1. Managing Types（管理类型）

2. 值类型 (Value Types)

3. 空类型 (Empty Types) 和库专家 (Library Experts)

总结

这段话主要讨论的是**内置基础类型（primitive types）**比如 int、char、bool、double 是否真的"安全（safe）"和"理智（sane）"。

理解要点：

这说明了什么？

总结

你的例子想揭示的是 浮点数类型的"安全性"和"理智性"问题 ，尤其是在用浮点数做 std::set（依赖比较排序）时，出现了不符合预期的结果。

代码分析：

预期的大小 13 是怎么来的？

但结果真的是13吗？

实际运行输出

总结

运行的结果是 Set size: 1，这显然和你预期的13不符，甚至比13还小很多。这个结果非常极端，说明发生了什么特殊的事情。

为什么结果是1？

关键点：

你的程序为什么只输出1？

如何验证？

解决方案

总结

C++中标准库容器作为"正规"类型（Regular Types）时的安全性和理智性 ，以及它们底层使用的内建类型（primitive types）导致的一些经典坑。

核心点总结：

代码中printBackwards函数的bug

总结

C++中滥用内建类型（primitive types） 所带来的深层问题，特别是在标准库和用户代码中，以下是详细解释和理解：

问题总结：内建类型的问题不仅仅是"语法上允许"，更是语义上的混乱与脆弱性

1. 内建类型没有表达语义：

示例：用类型包装原始值

2. "Named Parameters" 不是解决方案

3. 标准库"错用"了内建类型当作语义类型

示例：

问题发生：

总结这个痛点：

建议与最佳实践：

示例：更好的函数签名与类型

对C++类型系统中"值的安全性与语义"的层次 进行分类和批判，特别是针对物理量（dimensions）和语义清晰的类型设计。下面是对这部分内容的理解与扩展解释：

主题：Dimensions Safety and Sanity（单位与语义的安全性）

分类解释图（文字版）

举例：危险用法

理想的语义类型（Whole Value Pattern）

与现实世界的类比

工具与实践

总结一句话：

这段内容阐述的是 Whole Value Pattern （完整值模式），它出自 Ward Cunningham 的 CHECKS 模式语言，是面向对象设计中的一种 增强类型安全与表达力的建模思想。我们来逐点理解：

核心理念：Whole Value Pattern 是什么？

不良示例：原始类型滥用

改进方案：Whole Value 模式

关键思想详解

1. "最底层的单位"（如 int、string、double）是 不安全的

2. 用 专门的值类型 进行建模

3. UI 层负责字符串/数值 → 值对象的转换

4. 禁止业务逻辑处理"裸字符串"或"裸数字"

总结一句话：

你这段内容是对 Whole Value Pattern（完整值模式） 的最简化实现和实际应用的展示，非常重要、也非常实用。

最简版 Whole Value Pattern

示例：

可扩展性示例：重载操作符

聚合初始化（Aggregate Initialization）

总结：为什么这叫 "最简单的 Whole Value Pattern"

你的这段内容讨论的是 是否应该让一个值类型（whole value type）默认构造（default-constructible），也就是是否该写：

应该默认构造的情况

例子：

谨慎默认构造的情况

可以考虑默认构造的情况

不应该默认构造的情况 #1：没有自然默认值

不应该默认构造的情况 #2：不满足不变式（invariant）

总结：何时应该写 T() = default？

深入探讨了 单位安全（unit safety） 、强类型（strong typing） 和 维度正确性（dimensional correctness） 的问题，尤其聚焦于 C++ 中的库设计、抽象与类型系统。以下是详细的解析和理解：

问题：relative vs. absolute 混用导致的类型不安全

❶ 错误的类型使用（相对 vs 绝对）：

❷ 类型强制转换掩盖了问题：

正确的做法：区分相对值 vs 绝对值

这段话主要讨论的是内置基础类型（primitive types）比如 `int`、`char`、`bool`、`double` 是否真的"安全（safe）"和"理智（sane）"。

你的例子想揭示的是浮点数类型的"安全性"和"理智性"问题，尤其是在用浮点数做 `std::set`（依赖比较排序）时，出现了不符合预期的结果。

预期的大小 `13` 是怎么来的？

C++中标准库容器作为"正规"类型（Regular Types）时的安全性和理智性，以及它们底层使用的内建类型（primitive types）导致的一些经典坑。

代码中`printBackwards`函数的bug

C++中滥用内建类型（primitive types）所带来的深层问题，特别是在标准库和用户代码中，以下是详细解释和理解：

对C++类型系统中"值的安全性与语义"的层次进行分类和批判，特别是针对物理量（dimensions）和语义清晰的类型设计。下面是对这部分内容的理解与扩展解释：

这段内容阐述的是 Whole Value Pattern （完整值模式），它出自 Ward Cunningham 的 CHECKS 模式语言，是面向对象设计中的一种增强类型安全与表达力的建模思想。我们来逐点理解：

1. "最底层的单位"（如 `int`、`string`、`double`）是不安全的

2. 用专门的值类型进行建模

你这段内容是对 Whole Value Pattern（完整值模式）的最简化实现和实际应用的展示，非常重要、也非常实用。

你的这段内容讨论的是是否应该让一个值类型（whole value type）默认构造（default-constructible），也就是是否该写：

总结：何时应该写 `T() = default`？

深入探讨了单位安全（unit safety）、强类型（strong typing）和维度正确性（dimensional correctness）的问题，尤其聚焦于 C++ 中的库设计、抽象与类型系统。以下是详细的解析和理解：

C++ 中一个非常有趣且强大的语言特性：空类（Empty Class）及其背后的 EBO（Empty Base Optimization），它确实可以在"你什么都没写"的情况下带来额外收益，下面是逐条解释你贴的内容：

提供的内容涵盖了 C++ 中 Tag Types（标签类型）的使用方式，主要体现在以下几个方面：

2. `std::in_place_t` 和 `std::in_place`

3. `nullptr_t` 和 `nullptr`

`std::integral_constant<T, v>`：值 → 类型

`true_type` / `false_type`

用途 2：单位换算与比例 `std::ratio`

用途 3：元组和参数包展开 `std::integer_sequence`

`std::integral_constant` 是 C++ 标准库中的一个模板类，主要作用是在编译期将一个值包装成一个类型，让这个值可以作为类型信息被使用。

这里是对Empty Base Optimization (EBO)的总结和补充说明：

5. C++20新特性：`[[no_unique_address]]`属性