最終更新日時: 2026年07月22日 16時08分23秒 (JST)
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customization point object
<execution>

# std::execution::associate(C++26)

    namespace std::execution {
      struct associate_t { unspecified };
      inline constexpr associate_t associate{};
    }

## 概要

`associate`は、入力Senderと非同期スコープとの関連付けを行うSenderアダプタである。 関連付けられた非同期スコープは、Senderが作成した非同期操作の生存期間を追跡できる。

`associate`はパイプ可能Senderアダプタオブジェクトであり、パイプライン記法をサポートする。

`associate`アルゴリズムが返す関連Sender(associate-sender)は、非同期スコープトークンを介した関連付け試行(`try_associate`)の結果に応じてassociated／unassociatedいずれかの状態となり、入力Senderの動作を継承したうえで下記のように振る舞う。

- associated状態
  - 関連Senderは入力Senderと同じ完了シグネチャを持ち、関連Senderとの接続(connect)や開始(start)によって入力Senderとの接続や開始が行われる。
  - 関連Senderオブジェクトが破棄、もしくは接続後のOperation Stateが破棄されたとき、関連付けを解除する。
  - 非同期スコープトークンの`wrap`メンバ関数で追加される処理を行う。
- unassociated状態 :
  - 入力Senderは破棄され、接続(connect)も開始(start)もされない。
  - 関連Senderはset_stoppedのみで完了する。

associated状態の関連Senderに対する接続(connect)操作は、下記いずれかの結果となる。

- 右辺値接続(rvalue connected)のとき、入力Senderとの関連付けはOperation Stateへ移動する。
- 左辺値接続(lvalue connected)のとき、Operation Stateは非同期スコープとの新たな関連付けを必要とするため、非同期スコープトークンの`try_associate`を呼び出して下記のいずれかの結果となる。
  - 新たな関連付けに成功する（戻り値が`true`）。
  - 関連付けに失敗し（戻り値が`false`）、Operation Stateはunassociated状態の関連Senderから構築されたかのように振る舞う（開始(start)操作により即時で停止完了する）。
  - 例外送出によって接続操作に失敗する。

## 効果

説明用の式`sndr`と`token`に対して、`decltype((sndr))`が`sender`を満たさない、もしくは`remove_cvref_t<decltype((token))>`が`scope_token`を満たさないとき、呼び出し式`associate(sndr, token)`は不適格となる。

そうでなければ、呼び出し式`associate(sndr, token)`は下記と等価。

    make-sender(associate, associate-data(token, sndr))

`associate(sndr, token)`の評価は、`token`に関連付けられた非同期スコープオブジェクトを介して観測可能な副作用を引き起こす可能性がある。

### Senderアルゴリズムタグ `associate`

Senderアルゴリズム動作説明用のクラステンプレート`impls-for`に対して、下記の特殊化が定義される。

    namespace std::execution {
      template<>
      struct impls-for<associate_t> : default-impls {
        static constexpr auto get-state = see below;  // exposition only
        static constexpr auto start = see below;      // exposition only

        template<class Sndr, class... Env>
        static consteval void check-types() {         // exposition only
          using associate_data_t = remove_cvref_t<data-type<Sndr>>;
          using child_type_t = typename associate_data_t::wrap-sender;
          (void)get_completion_signatures<child_type_t, FWD-ENV-T(Env)...>();
        }
      };
    }

`impls-for<associate_t>::get-state`メンバは、下記ラムダ式と等価な関数呼び出し可能なオブジェクトで初期化される。

    []<class Sndr, class Rcvr>(Sndr&& sndr, Rcvr& rcvr) noexcept(see below) {
      auto&& [_, data] = std::forward<Sndr>(sndr);

      using associate_data_t = remove_cvref_t<decltype(data)>;
      using assoc_t = associate_data_t::assoc-t;
      using sender_ref_t = associate_data_t::sender-ref;

      using op_t = connect_result_t<typename sender_ref_t::element_type, Rcvr>;

      struct op_state {
        assoc_t assoc;              // exposition only
        union {
          Rcvr* rcvr;               // exposition only
          op_t op;                  // exposition only
        };

        explicit op_state(pair<assoc_t, sender_ref_t> parts, Rcvr& r)
          : assoc(std::move(parts.first)) {
          if (assoc) {
            ::new (voidify(op)) op_t(connect(std::move(*parts.second), std::move(r)));
          } else {
            rcvr = addressof(r);
          }
        }

        explicit op_state(associate_data_t&& ad, Rcvr& r)
          : op_state(std::move(ad).release(), r) {}

        explicit op_state(const associate_data_t& ad, Rcvr& r)
          requires copy_constructible<associate_data_t>
          : op_state(associate_data_t(ad).release(), r) {}

        op_state(op_state&&) = delete;

        ~op_state() {
          if (assoc)
            op.~op_t();
        }

        void run() noexcept {       // exposition only
          if (assoc)
            start(op);
          else
            set_stopped(std::move(*rcvr));
        }
      };

      return op_state{rcvr};
    }

`impls-for<associate_t>::get-state`の`noexcept`節の式は、型`wrap-sender`を`remove_cvref_t<data-type<Sndr>>::wrap-sender`としたとき、下記の通り。

    (is_same_v<Sndr, remove_cvref_t> ||
     is_nothrow_constructible_v<remove_cvref_t<Sndr>, Sndr>) &&
    nothrow-callable<connect_t, wrap-sender, Rcvr>

`impls-for<associate_t>::start`メンバは、下記ラムダ式と等価な関数呼び出し可能なオブジェクトで初期化される。

    [](auto& state, auto&) noexcept -> void {
      state.run();
    }

## 説明専用エンティティ

説明専用の`associate-data`クラスを下記の通り定義する。

    namespace std::execution {
      template<scope_token Token, sender Sender>
      struct associate-data {        // exposition only
        using wrap-sender =          // exposition only
          remove_cvref_t<decltype(declval<Token&>().wrap(declval<Sender>()))>;
          using assoc-t =            // exposition only
            decltype(declval<Token&>().try_associate());
          using sender-ref =         // exposition only
            unique_ptr<wrap-sender, decltype([](auto* p) noexcept { destroy_at(p); })>;

        explicit associate-data(Token t, Sender&& s)
          : sndr(t.wrap(std::forward<Sender>(s))),
            assoc([&] {
              sender-ref guard{addressof(sndr)};
              auto assoc = t.try_associate();
              if (assoc) {
                guard.release();
              }
              return assoc;
            }()) {}

        associate-data(const associate-data& other)
          noexcept(is_nothrow_copy_constructible_v<wrap-sender> &&
                   noexcept(other.assoc.try_associate()));

        associate-data(associate-data&& other)
          noexcept(is_nothrow_move_constructible_v<wrap-sender>)
          : associate-data(std::move(other).release()) {}

        ~associate-data();

        pair<assoc-t, sender-ref> release() && noexcept;

      private:
        associate-data(pair<assoc-t, sender-ref> parts);  // exposition only
        union {
          wrap-sender sndr;          // exposition only
        };
        assoc-t assoc;               // exposition only
      };

      template<scope_token Token, sender Sender>
      associate-data(Token, Sender&&) -> associate-data<Token, Sender>;
    }

`associate-data`型のオブジェクト`a`に対して、関連付けが正常に行われかつ`a`により所有される場合に限って、`bool(a.assoc)`は`true`となる。

    associate-data(const associate-data& other)
      noexcept(is_nothrow_copy_constructible_v<wrap-sender> &&
               noexcept(other.assoc.try_associate()));

- テンプレートパラメータ制約 : `wrap-sender`は`copy_constructible`のモデルである。
- 効果 : `assoc`を`other.assoc.try_associate()`で初期化する。`bool(assoc)`が`true`ならば、`sndr`を`other.sndr`で初期化する。

    associate-data(pair<assoc-t, sender-ref> parts);

- 効果 : `assoc`を`std::move(parts.first)`で初期化する。`bool(assoc)`が`true`ならば、`sndr`を`std::move(*parts.second)`で初期化する。

    ~associate-data();

- 効果 : `bool(assoc)`が`true`ならば、`sndr`を破棄する。

    pair<assoc-t, sender-ref> release() && noexcept;

- 効果 : `bool(assoc)`が`true`ならば`addressof(sndr)`で、そうでなければ`nullptr`で初期化された`sender-ref`型のオブジェクト`u`を構築し、`pair{std::move(assoc), std::move(u)}`を返す。

## カスタマイゼーションポイント

Receiver接続時に、関連付けられた実行ドメインに対して`execution::transform_sender`経由でSender変換が行われる。 デフォルト実行ドメインでは無変換。

## 例

    #include <execution>
    #include <print>
    #include <utility>
    namespace ex = std::execution;

    int main()
    {
      // 非同期スコープを定義
      ex::counting_scope scope;

      // Senderと非同期スコープを関連付け
      ex::sender auto sndr =
        ex::just(42)
        | ex::associate(scope.get_token());

      // タスク開始と完了待機
      auto result = std::this_thread::sync_wait(std::move(sndr));
      auto [val] = result.value();
      std::println("value={}", val);

      // 非同期スコープの合流待機
      std::this_thread::sync_wait(scope.join());
    }

### 出力

    value=42

## バージョン

### 言語

- C++26

### 処理系

- Clang: ??
- GCC: ??
- ICC: ??
- Visual C++: ??

## 関連項目

- `execution::scope_token`

## 参照

- P2300R10 `std::execution`
- P3149R11 `async_scope` - Creating scopes for non-sequential concurrency
- P3815R1 Add `scope_association` concept to P3149
- P3826R5 Fix Sender Algorithm Customization