为何std::integral基于类型特征而非std::numeric_limits定义？

为什么std::integral基于std::is_integral_v而非std::numeric_limits<T>::is_integer #

这是由std::integral的设计定位直接决定的：
标准中std::integral的官方定义为：

template < class T > concept integral = std::is_integral_v<T>;

• 它的核心语义是匹配C++标准定义的内置整数类型，完全对齐原有std::is_integral类型特征的判定规则，设计目标就是筛选bool、char、short、int、long等内置类型，而非所有语义上表示整数的类型。
• std::numeric_limits<T>::is_integer的语义是“类型的取值为整数”，属于属性描述，且标准允许用户为自定义类型特化std::numeric_limits，也不约束特化后的行为。如果用它定义std::integral，会导致这个标准概念的判定结果失去确定性和一致性，不同代码库的特化实现可能让同一类型的判定结果完全不同，不符合标准概念的设计要求。

自定义类型能否满足std::integral约束 #

没有合法方案可以实现。
C++标准明确规定，用户不允许为自定义类型特化std::is_integral，所有非标准内置的自定义类型的std::is_integral_v取值固定为false，因此不可能让boost::multiprecision::cpp_int这类自定义类型满足std::integral的约束。

boost::multiprecision::cpp_int这类大整数类型不符合std::integral约束的原因 #

本质原因是std::integral的判定范围仅包含标准内置整数类型，自定义类型无论行为多接近整数，都不在该概念的匹配范围内。二者的核心特性差异包括：

• 内置整数类型有编译期固定的比特宽度，符合标准定义的整数转换等级规则；大整数类型通常是动态宽度，没有固定的转换等级。
• 内置整数类型的算术、位运算、比较等运算符行为由标准明确规定（比如无符号整数溢出为模运算，有符号整数溢出为未定义行为）；大整数类型的运算符为用户重载实现，行为通常和内置类型不同（比如默认不会溢出，会自动扩容）。

如果你的场景需要匹配所有语义上符合整数行为的类型，可以自行定义对应的概念，比如结合std::numeric_limits<T>::is_integer和你需要的运算符约束即可，不需要强行使自定义类型适配std::integral。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Helmut Zeisel