C++26 Executionライブラリ：Sender完了シグネチャ集合

C++2c(C++26)実行制御ライブラリ(execution control library)（→id:yohhoy:20250609）において、Sender型の完了シグネチャ集合(set of completion signatures)の宣言方法。［P3557R3採択後WD N5014*1準拠］

自作SenderクラスMySenderの完了シグネチャ集合は、コンパイル時評価される静的メンバ関数テンプレートMySender::get_completion_signaturesの戻り値型execution::completion_signatures<Sigs...>によって表現する。実行制御ライブラリからはexecution::get_completion_signaturesを経由したexecution::completion_signatures_of_tエイリアステンプレートによりSender完了シグネチャ集合にアクセスされる。

// C++2c
#include <execution>
namespace exec = std::execution;

// 非依存Senderクラス（詳細後述）
struct MySender {
  using sender_concept = exec::sender_t;

  // MySenderの完了シグネチャ集合を宣言
  // 値完了     set_value_t(int)
  // エラー完了 set_error_t(exception_ptr)
  // 停止完了   set_stopped_t()
  template <class Self>
  static consteval auto get_completion_signatures()
  {
    return exec::completion_signatures<
      exec::set_value_t(int),
      exec::set_error_t(std::exception_ptr),
      exec::set_stopped_t()
    >{};
  }

  // ...
};

非依存Sender／依存Sender

Senderはその完了シグネチャ集合が確定するタイミングに応じて、下記2種類に区分される。

非依存Sender(non-dependent sender): オブジェクト構築時点で完了シグネチャ集合が確定しているSender*2。例：justファクトリが生成するSender。非依存Senderを子Senderにもつ標準Senderアダプタが生成するSenderなど。
依存Sender(dependent sender): Senderと後続Receiverとの接続時(connect)に、Receiver環境(environment)に依存して完了シグネチャ集合が型計算されるSender。execution::dependent_senderコンセプトを満たす。例：Receiver環境を読み取るread_envアルゴリズム（→id:yohhoy:20250612）が生成するSender。

Sender型Sndrの非依存Sender／依存Sender区分は、コンパイル時に静的メンバ関数テンプレートをSndr::get_completion_signatures<Sndr>()形式で呼び出したときにexecution::dependent_sender_error例外を送出*3する（依存Sender）か否か（非依存Sender）で判定される。

Senderクラスでは下記いずれかの静的メンバ関数テンプレートget_completion_signaturesを定義すればよい。いずれも空の引数リストをもち、戻り値型はクラステンプレートexecution::completion_signatures<Sigs...>とする*4。妥当な完了シグネチャ集合を定義できない場合は、任意の例外クラスを送出する*5ことでコンパイルエラーとできる。

// 非依存Senderとして定義
template <class Sndr>
static consteval auto get_completion_signatures();

// 依存Senderとして定義
template <class Sndr, class Env>
static consteval auto get_completion_signatures();

// 型情報に応じて非依存Sender／依存Senderを切替
template <class Sndr, class... Env>
static consteval auto get_completion_signatures();
// 依存Senderとして定義する場合は、Envが空の
// 呼び出し式 get_completion_signatures<Sndr>() に対して
// 例外 execution::dependent_sender_error を送出する

旧P2300R10仕様

提案文書P3557R3採択以前の実行制御ライブラリベース提案P2300R10時点では、Sender型Sndrの完了シグネチャ集合宣言には下記方式がとられていた。

非依存Sender(相当)*6：メンバ型Sndr::completion_signaturesとして完了シグネチャ集合execution::completion_signatures<Sigs...>を定義する。
依存Sender：戻り値型execution::completion_signatures<Sigs...>をもつメンバ関数テンプレートget_completion_signatures(Env)を定義する。SenderオブジェクトsndrとReceiver環境envに対して、decltype(sndr.get_completion_signatures(env))で完了シグネチャ集合をコンパイル時計算する。

P3557R1まではメンバ型completion_signatures定義方式も有効であったが、P3164R4を統合したP3557R2時点で冗長な仕様として削除された経緯がある。

Drop support for specifying a sender's completion signatures with a nested type alias.
P3557R3, Revision History, R2

Finally, since a sender can now use its get_completion_signatures() member function to provide its non-dependent senders, the nested completion_signatures type alias becomes redundant. This paper suggests dropping support for that.
P3164R4 Early Diagnostics for Sender Expressions

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