Padrão C++26 Finalizado com Reflexão, Segurança de Memória, Contratos e Framework Assíncrono

Recursos do Padrão C++26

O rascunho do padrão C++26 está agora completo de acordo com Herb Sutter, ex-presidente do comitê de padrões ISO C++. O rascunho finalizado introduz quatro áreas principais de melhoria.

Reflexão

A reflexão dá aos desenvolvedores acesso à maquinaria interna do C++, permitindo que a linguagem se descreva e gere código sem sobrecarga em tempo de execução. Isso fornece uma base sólida para metaprogramação e pode simplificar a evolução futura da linguagem, permitindo que novos recursos sejam expressos como bibliotecas reutilizáveis em tempo de compilação.

Como exemplo, a reflexão permite sintaxe especializada para declarar interfaces C++:

class(interface) IFoo {
    int f();
    void g(std::string);
};

Isso é traduzido para a declaração clássica de interface com métodos virtuais. A abstração de interface faz parte do cppfront, um compilador que constrói para ISO C++ puro, que inclui outras abstrações como:

• copyable para expressar um tipo com construção/atribuição de cópia/movimento
• ordered para definir um tipo totalmente ordenado com operator<=>
• union para uma união marcada com nomes
• regex e mais

Segurança de Memória

C++26 inclui a eliminação pronta para uso do comportamento indefinido ao ler variáveis locais não inicializadas, bem como segurança de limites para a maioria dos tipos da biblioteca padrão, incluindo vector, span, string e string_view.

Essas mudanças já foram implantadas em produção na Apple e no Google em centenas de milhões de linhas de código C++. Somente no Google, corrigiu mais de 1.000 bugs, projeta-se que evitará de 1.000 a 2.000 bugs por ano e reduziu a taxa de segfault em toda a frota de produção em 30%.

Esses benefícios foram alcançados simplesmente recompilando o código existente com o novo compilador. Em apenas sete casos, o compilador não conseguiu analisar código altamente otimizado, exigindo que os desenvolvedores usassem uma API refinada para optar seletivamente pela segurança de memória nessas partes específicas.

Contratos

Os contratos do C++26 trazem programação defensiva para a linguagem, melhorando tanto a segurança funcional quanto a de memória. Eles permitem que os desenvolvedores expressem pré e pós-condições que não devem ser violadas durante a execução de um método. Os contratos movem as asserções para as declarações de função, tornando-as visíveis para os chamadores e ferramentas de análise estática.

C++ oferece quatro maneiras de lidar com violações de contrato: ignorar, observar, aplicar e aplicar rapidamente. Os contratos também trazem um mecanismo de asserção nativo que substitui a macro assert do C.

Modelo Assíncrono: std::execution

C++26 introduz std::execution como uma estrutura para expressar e controlar concorrência e paralelismo. As três abstrações principais são agendadores, remetentes e receptores, que podem ser compostos por meio de um conjunto de algoritmos assíncronos personalizáveis.

std::execution é projetado para funcionar com corrotinas do C++20 e torna mais fácil escrever programas que usam concorrência e paralelismo estruturados (rigorosamente aninhados por tempo de vida) para serem livres de corrida de dados por construção.

Os dois principais compiladores C++, GCC e Clang, já implementaram a maioria dos recursos do C++26 durante o processo de padronização.