add rec to audio and base modern concepts

2025-09-02 12:28:56 +03:00
parent 7832b2095b
commit e08f299d5c
10 changed files with 633 additions and 91 deletions
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -2,12 +2,15 @@

 * Это очень нужная коллекция фрагментов рабочего кода для возможного упрощения жизни.*

-Автор не претендует на чистоту, реализации и верность исполнения, поэтому, если вы думаете, что можете сделать это по-другому, то пожалуйста, сделайте это. 
+Автор не претендует на чистоту, реализации и верность исполнения, поэтому если вы думаете, что можете сделать это по-другому, то пожалуйста, сделайте это. 

-Пожалуйста, смотрите пример реализации в /bin/main.cpp и tests/...
+Пожалуйста, смотрите пример реализации в /bin/имя_желаемого.cpp и tests/...

 Что тут:
+- audio - набор методов по работе со звуком: воспроизведение, запись, работа с массивом звуков и т.п.
 - concepts - набор разнообразных реализаций концептов
+
+
 - iterators - набор разнообразных реализаций итераторов
 - log - реализация лдогирования
 - patterns - набор различных паттернов проектирования
--- a/bin/audio.cpp
+++ b/bin/audio.cpp
@@ -0,0 +1,41 @@
+#include "hack/audio/generate.hpp"
+#include "hack/audio/play.hpp"
+#include "hack/audio/save.hpp"
+#include "hack/audio/record.hpp"
+
+#include "hack/logger/logger.hpp"
+
+auto main(int argc, char *argv[]) -> int
+{ 
+  hack::warn()("Пример работы: audio");
+
+  int sample_rate = 44100;
+
+  // созданиен массива звуков
+  std::vector<double> frequencies = { 130.81, 138.59, 146.83, 155.56, 164.81, 174.61, 185.00, 196.00, 207.65, 220.00, 233.08, 246.94 };
+  std::vector<double> melody;
+  for (double freq : frequencies) 
+  {
+    auto note = hack::audio::generate::sine(freq, 0.3, sample_rate);
+    melody.insert(melody.end(), note.begin(), note.end());
+    // Добавляем небольшую паузу между нотами. Т.е. вставляем кол-во с нулевым значением.
+    melody.insert(melody.end(), sample_rate * 0.05, 0.0);
+  }
+  
+  hack::log()("Воспроизведение последовательности нот из массива");
+  hack::audio::play(melody, sample_rate);
+
+  hack::log()("Запись последовательности нот масива в файл");
+  std::string file = "/mnt/raid/projects/hack/hack/bin/test/note.wav";
+  hack::audio::save(file, melody, sample_rate);
+
+  hack::log()("Воспроизведение последовательности нот из файла");
+  hack::audio::play(file);
+
+  hack::log()("Запись аудио с микрофона");
+  std::vector<double> recorded_data;
+  hack::audio::record(recorded_data, sample_rate, 1, 5.0);
+  
+  hack::log()("Воспроизведение аудио с микрофона");
+  hack::audio::play(recorded_data, sample_rate, 1);
+}
--- a/bin/main.cpp
+++ b/bin/main.cpp
@@ -1,10 +1,6 @@
 #include <vector>
 #include <forward_list>

-#include "hack/audio/generate.hpp"
-#include "hack/audio/play.hpp"
-#include "hack/audio/save.hpp"
-
 #include "hack/logger/logger.hpp"

 #include "hack/range/sort.hpp"
@@ -18,28 +14,16 @@

 auto main(int argc, char *argv[]) -> int
 { 
+  // HERE
+  // concepts
  {
-    int sample_rate = 44100;
-    //  Воспроизведение последовательности нот
-    hack::warn()("Пример использования: audio");

-    std::vector<double> frequencies = { 130.81, 138.59, 146.83, 155.56, 164.81, 174.61, 185.00, 196.00, 207.65, 220.00, 233.08, 246.94 };
-    std::vector<double> melody;
-    for (double freq : frequencies) 
-    {
-      auto note = hack::audio::generate::sine(freq, 0.3, sample_rate);
-      melody.insert(melody.end(), note.begin(), note.end());
-      // Добавляем небольшую паузу между нотами. Т.е. вставляем кол-во с нулевым значением.
-      melody.insert(melody.end(), sample_rate * 0.05, 0.0);
-    }
-    
-    hack::log()("Воспроизведение последовательности нот...");
-    hack::audio::play(melody, sample_rate);
-
-    hack::log()("Запись последовательности нот в файл");
-    hack::audio::save("/mnt/raid/projects/hack/hack/bin/test/note.wav", melody, sample_rate);
  }

+
+
+
+
  // patterns::ring_buffer
  {
    hack::patterns::ring_buffer<int> rb;
--- a/bin/meson.build
+++ b/bin/meson.build
@@ -1,6 +1,6 @@
 executable(
  meson.project_name(), 
-  'main.cpp', 
+  'audio.cpp', 
  dependencies : deps,
  cpp_args: args,
  include_directories : inc
--- a/src/hack/audio/generate.hpp
+++ b/src/hack/audio/generate.hpp
@@ -3,10 +3,10 @@
 #include <vector>
 #include <math.h>

-// Генерация разнообразных звуковых волн
+// Генерация разнообразных звуковых волн.
 namespace hack::audio::generate
 {
-  // Генерация синусоидального сигнала
+  // Генерация синусоидального сигнала.
  inline std::vector<double> sine(double frequency, double duration, int sample_rate) 
  {
    std::vector<double> samples;
@@ -22,7 +22,7 @@ namespace hack::audio::generate
    return samples;
  }

-  // Генерация прямоугольного сигнала
+  // Генерация прямоугольного сигнала.
  inline std::vector<double> square_wave(double frequency, double duration, int sample_rate) 
  {
    std::vector<double> samples;
@@ -38,7 +38,7 @@ namespace hack::audio::generate
    return samples;
  }

-  // Генерация белого шума
+  // Генерация белого шума.
  inline std::vector<double> white_noise(double duration, int sample_rate) 
  {
    std::vector<double> samples;
@@ -47,7 +47,7 @@ namespace hack::audio::generate
    for (int i = 0; i < total_samples; ++i) 
    {
      double sample = (static_cast<double>(rand()) / RAND_MAX) * 2.0 - 1.0;
-      samples.push_back(sample * 0.3);  // Уменьшаем громкость
+      samples.push_back(sample * 0.3);  // Уменьшаем громкость.
    }
    
    return samples;
--- a/src/hack/audio/info.md
+++ b/src/hack/audio/info.md
@@ -0,0 +1,3 @@
+Вся работа с аудио на данный момент крутиться во круг wav.
+Т.е. что-то типа - воспроизвести/записать в mp3 или что-то подобное требует своей реализации, которой
+буду заниматься по мерее её необходимости !!!
--- a/src/hack/audio/manager.hpp
+++ b/src/hack/audio/manager.hpp
@@ -0,0 +1,55 @@
+#pragma once
+
+#include <portaudio.h>
+#include <mutex>
+
+namespace hack::audio
+{
+  // Данный класс, является реализацией безопастного отключения аудио-устройства
+  // вашего компа и убирает лишнюю писанину типа Pa_Terminate() и естественного отслеживания таких вызовов.
+  // Также он типа потоко-безопасен.
+  class pa_manager 
+  {
+    public:
+      static pa_manager& instance() 
+      {
+        static pa_manager pam;
+        return pam;
+      }
+      
+      bool initialize() 
+      {
+        std::lock_guard<std::mutex> lock { m_mutex };
+        if (!m_initialized) 
+        {
+          PaError err = Pa_Initialize();
+          if (err != paNoError) return false;
+          m_initialized = true;
+        }
+        return true;
+      }
+      
+      void terminate() 
+      {
+        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
+        if (m_initialized) 
+        {
+          Pa_Terminate();
+          m_initialized = false;
+        }
+      }
+      
+      ~pa_manager() 
+      {
+        terminate();
+      }
+      
+    private:
+      pa_manager() : m_initialized { false } {}
+      pa_manager(const pa_manager&) = delete;
+      pa_manager& operator=(const pa_manager&) = delete;
+      
+      bool m_initialized;
+      std::mutex m_mutex;
+  };
+}
--- a/src/hack/audio/play.hpp
+++ b/src/hack/audio/play.hpp
@@ -1,76 +1,130 @@
 #pragma once

 #include <vector>
-#include <portaudio.h>
+#include <sndfile.hh>
+#include "hack/audio/manager.hpp"
 #include "hack/logger/logger.hpp"

 namespace hack::audio 
 {
  namespace 
  {
-    const int FRAMES_PER_BUFFER = 256;
+    // Типичные значения, используемые в индустрии:
+    // FRAMES_PER_BUFFER = 256;  Более требовательный к CPU  
+    // FRAMES_PER_BUFFER = 512;  Оптимальный баланс
+    // FRAMES_PER_BUFFER = 1024; Большая задержка, но минимальная нагрузка
+    const int FRAMES_PER_BUFFER = 512;

-    // callback - вызывается, когда нужны новые аудио-данные
-    static int callback(const void*, void* output_buffer, unsigned long frames, const PaStreamCallbackTimeInfo*, PaStreamCallbackFlags, void* data) 
+    struct array_data 
    {
-      auto& samples = *static_cast<std::vector<double>*>(data);
-      static size_t pos = 0;
+      std::vector<double> samples;
+      size_t position = 0;
+    };
+
+    struct file_data 
+    {
+      SndfileHandle file;
+      std::vector<double> buffer;
+    };
+
+    // Колбэк для воспроизведения из памяти.
+    static int array_callback(const void*, void* output_buffer, unsigned long frames, const PaStreamCallbackTimeInfo*, PaStreamCallbackFlags, void* data) 
+    { 
+      auto* audio_data = static_cast<array_data*>(data);
      auto* out = static_cast<float*>(output_buffer);

      for (unsigned long i = 0; i < frames; ++i) 
      {
-        // передаем даннеы если есть, иначе - тишина.
-        if (pos < samples.size()) out[i] = static_cast<float>(samples[pos++]);
-        else out[i] = 0.0f; 
+        if (audio_data->position < audio_data->samples.size()) 
+          out[i] = static_cast<float>(audio_data->samples[audio_data->position++]);
+        else 
+          out[i] = 0.0f;
      }

-      return (pos >= samples.size()) ? paComplete : paContinue;
+      return (audio_data->position >= audio_data->samples.size()) ? paComplete : paContinue;
+    }
+
+    // Колбэк для воспроизведения из файла.
+    static int file_callback(const void*, void* output_buffer, unsigned long frames, const PaStreamCallbackTimeInfo*, PaStreamCallbackFlags, void* data) 
+    {
+      auto* fd = static_cast<file_data*>(data);
+      auto* out = static_cast<float*>(output_buffer);
+      
+      sf_count_t frames_read = fd->file.readf(fd->buffer.data(), frames);
+      
+      if (frames_read > 0) 
+      {
+        for (sf_count_t i = 0; i < frames_read * fd->file.channels(); ++i) 
+          out[i] = static_cast<float>(fd->buffer[i]);
+        return paContinue;
+      }
+      
+      return paComplete;
+    }
+
+    // Общая функция инициализации и воспроизведения.
+    template<typename DataType, typename CallbackType>
+    void play_impl(DataType& data, CallbackType callback, int sample_rate, int channels) 
+    {
+      if (!pa_manager::instance().initialize()) 
+      {
+        hack::error()("Failed to initialize PortAudio");
+        return;
+      }
+
+      PaStream* stream;
+      PaError err = Pa_OpenDefaultStream(&stream,
+                                         0,          // нет входных каналов
+                                         channels,   // количество каналов
+                                         paFloat32,  // 32-bit floating-point
+                                         sample_rate,
+                                         FRAMES_PER_BUFFER,
+                                         callback,
+                                         &data);
+
+      if (err != paNoError) 
+      {
+        std::cerr << "PortAudio error: " << Pa_GetErrorText(err) << std::endl;
+        Pa_Terminate();
+        return;
+      }
+
+      err = Pa_StartStream(stream);
+      if (err != paNoError) 
+      {
+        std::cerr << "PortAudio error: " << Pa_GetErrorText(err) << std::endl;
+        Pa_CloseStream(stream);
+        return;
+      }
+
+      while (Pa_IsStreamActive(stream)) Pa_Sleep(100);
+
+      Pa_CloseStream(stream);
    }
  }

-  // пока только wav
-  inline void play(std::vector<double>& samples, int sample_rate) 
+  inline void play(const std::vector<double>& samples, int sample_rate, int channels = 1) 
  {
-    PaError err = Pa_Initialize();
-    if (err != paNoError) 
+    array_data audio_data { samples };
+    play_impl(audio_data, array_callback, sample_rate, channels);
+  }
+
+  inline void play(const std::string& filename) 
+  {
+    file_data fd;
+    fd.file = SndfileHandle(filename);
+    
+    if (fd.file.error()) 
    {
-      hack::error()("PortAudio error: ", Pa_GetErrorText(err));
+      hack::error()("Cannot open audio file: ", filename);
      return;
    }

-    // открытие потока
-    PaStream* stream;
-    err = Pa_OpenDefaultStream(&stream,
-                               0,          // Нет входных каналов
-                               1,          // 1 выходной канал (моно)
-                               paFloat32,  // 32-bit floating-point output
-                               sample_rate,
-                               FRAMES_PER_BUFFER,
-                               callback,
-                               &samples);
+    int sample_rate = fd.file.samplerate();
+    int channels = fd.file.channels();
    
-    if (err != paNoError) 
-    {
-      std::cerr << "PortAudio error: " << Pa_GetErrorText(err) << std::endl;
-      Pa_Terminate();
-      return;
-    }
-
-    // запуск потока
-    err = Pa_StartStream(stream);
-    if (err != paNoError) 
-    {
-      std::cerr << "PortAudio error: " << Pa_GetErrorText(err) << std::endl;
-      Pa_CloseStream(stream);
-      Pa_Terminate();
-      return;
-    }
-
-    // ждём окончания воспроизведения
-    while (Pa_IsStreamActive(stream)) Pa_Sleep(100); // Пауза 100 мс между проверками
-
-    // очистка
-    Pa_CloseStream(stream);
-    Pa_Terminate();
+    // подготовка буфера
+    fd.buffer.resize(FRAMES_PER_BUFFER * channels);
+    play_impl(fd, file_callback, sample_rate, channels);
  }
 }
--- a/src/hack/audio/record.hpp
+++ b/src/hack/audio/record.hpp
@@ -0,0 +1,145 @@
+#pragma once
+
+#include <vector>
+#include <atomic>
+#include <csignal>
+#include <sndfile.h>
+#include <portaudio.h>
+#include <chrono>
+#include "hack/audio/manager.hpp"
+#include "hack/logger/logger.hpp"
+
+namespace hack::audio 
+{
+  namespace 
+  {
+    struct record_data 
+    {
+      std::vector<double>* data;
+      size_t max_samples;
+      bool complete = true;
+    };
+
+    std::atomic<bool> stop_recording { false };
+
+    // Колбэк для записи.
+    static int callback(const void* input_buffer, void*, unsigned long frames, const PaStreamCallbackTimeInfo*, PaStreamCallbackFlags, void* user_data) 
+    {
+      auto* rd = static_cast<record_data*>(user_data);
+      const auto* in = static_cast<const float*>(input_buffer);
+      
+      if (rd->complete) return paComplete;
+      
+      // добавляем samples в вектор
+      for (unsigned long i = 0; i < frames; ++i) 
+      {
+        if (rd->data->size() < rd->max_samples) 
+          rd->data->push_back(static_cast<double>(in[i]));
+        else 
+          return paComplete;
+      }
+      return paContinue;
+    }
+
+    // Обработчик сигнала для остановки записи.
+    void signal_handler(int signal) 
+    {
+      if (signal == SIGINT) 
+      {
+        stop_recording = true;
+        hack::log()("Stopping recording...");
+      }
+    }
+  }
+
+  inline void record(std::vector<double>& data, int sample_rate, int channels, double duration_seconds) 
+  {
+    data.clear();
+    stop_recording = false;
+    
+    // устанавливаем обработчик сигнала
+    // нужен для обработки сигнала Ctrl+C (прерывание с клавиатуры)
+    std::signal(SIGINT, signal_handler);
+
+    if (!pa_manager::instance().initialize()) 
+    {
+      hack::error()("Failed to initialize PortAudio");
+      return;
+    }
+
+    // получаем информацию о default input device
+    PaDeviceIndex input_device = Pa_GetDefaultInputDevice();
+    if (input_device == paNoDevice) 
+    {
+      hack::error()("No input device found!");
+      return;
+    }
+
+    const PaDeviceInfo* device_info = Pa_GetDeviceInfo(input_device);
+    hack::log()("Using input device: ", device_info->name);
+    hack::log()("Sample rate: ", sample_rate);
+    hack::log()("Channels: ", channels);
+    hack::log()("Duration: ", duration_seconds, " sec.");
+
+    size_t max_samples = static_cast<size_t>(sample_rate * duration_seconds);
+    data.reserve(max_samples);
+    
+    record_data rd;
+    rd.data = &data;
+    rd.max_samples = max_samples;
+    rd.complete = false;
+
+    PaStreamParameters input_parameters;
+    input_parameters.device = input_device;
+    input_parameters.channelCount = channels;
+    input_parameters.sampleFormat = paFloat32;
+    input_parameters.suggestedLatency = device_info->defaultLowInputLatency;
+    input_parameters.hostApiSpecificStreamInfo = nullptr;
+
+    PaStream* stream;
+    PaError err = Pa_OpenStream(&stream,
+                                &input_parameters,
+                                nullptr, // No output
+                                sample_rate,
+                                512,
+                                paClipOff,
+                                callback,
+                                &rd);
+
+    if (err != paNoError) 
+    {
+      hack::error()("PortAudio error: ", Pa_GetErrorText(err));
+      return;
+    }
+
+    err = Pa_StartStream(stream);
+    if (err != paNoError) 
+    {
+      Pa_CloseStream(stream);
+      hack::error()("PortAudio error: ", Pa_GetErrorText(err));
+      return;
+    }
+
+    hack::warn()("Recording... Press Ctrl+C to stop early");
+
+    // основной цикл записи
+    auto start_time = std::chrono::steady_clock::now();
+    while (Pa_IsStreamActive(stream) && !rd.complete && !stop_recording) 
+    {
+      auto current_time = std::chrono::steady_clock::now();
+      auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(current_time - start_time).count();
+      
+      if (elapsed >= duration_seconds) break;
+      Pa_Sleep(100);
+    }
+
+    // завершение записи
+    err = Pa_StopStream(stream);
+    if (err != paNoError) 
+      hack::error()("PortAudio error stopping stream: ", Pa_GetErrorText(err));
+
+    Pa_CloseStream(stream);
+
+    hack::log()("Recording finished. Captured ", data.size(), " samples (", static_cast<double>(data.size()) / sample_rate, " seconds)");
+  }
+} 
--- a/src/hack/concepts/concepts.hpp
+++ b/src/hack/concepts/concepts.hpp
@@ -8,9 +8,18 @@
 #include <unordered_map>
 #include <forward_list>
 #include <string_view>
-
+#include <type_traits>
+#include <string>
+#include <deque>
+#include <array>
+#include <stack>
+#include <queue>
+#include <tuple>
+#include <utility>
 #include <concepts>

+// HERE
+// Это старая версия. Перед удалением нужнопроверить ее работу по сравнению с работой новой версии
 namespace hack::concepts
 {
  template<typename T>
@@ -40,13 +49,261 @@ namespace hack::concepts


  template<typename T>
-  concept not_defined = !std::enable_if_t<!(std::integral<T> || 
-                                            is_sequence_container<T> || 
-                                            is_map<T> || 
-                                            is_tuple<T> || 
-                                            is_set<T> ||
-                                            is_unordered_set<T> ||
-                                            is_forward_list<T> ||
-                                            std::is_array<T>() ||
-                                            is_string<T>), bool>() ==  true;
+  concept not_defined = !std::enable_if_t<!(std::integral<T> || is_sequence_container<T> || is_map<T> || is_tuple<T> || is_set<T> || is_unordered_set<T> || 
+                        is_forward_list<T> || std::is_array<T>() || is_string<T>), bool>() ==  true;
+}
+
+namespace hack::concepts::modern
+{
+  // Базовые концепты для обнаружения характеристик типов.
+  // Эти концепты являются строительными блоками для более сложных проверок.
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип вложенный тип value_type
+  // @details Используется для обнаружения контейнеров, которые хранят элементы
+  // Подходит для vector, list, set и других контейнеров STL
+  template<typename T>
+  concept has_value_type = requires { typename T::value_type; };
+
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип вложенный тип key_type
+  // @details Характерно для ассоциативных контейнеров (map, set)
+  // Помогает отличать контейнеры по ключам от контейнеров по значениям
+  template<typename T>
+  concept has_key_type = requires { typename T::key_type; };
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип вложенный тип mapped_type
+  // @details Специфично для map-подобных контейнеров, которые хранят пары ключ-значение
+  // Отличает map от set (у set нет mapped_type)
+  template<typename T>
+  concept has_mapped_type = requires { typename T::mapped_type; };
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип методы begin() и end()
+  // @details Основной концепт для обнаружения итерируемых типов
+  // Работает с любым типом, который можно использовать в range-based for loops
+  template<typename T>
+  concept has_iterator = requires(T t) { t.begin(); t.end(); };
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип метод size()
+  // @details Обнаруживает контейнеры, которые знают свой размер
+  // Важно для алгоритмов, требующих знания размера контейнера
+  template<typename T>
+  concept has_size = requires(T t) { t.size(); };
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип вложенный тип key_compare
+  // @details Специфично для упорядоченных ассоциативных контейнеров (map, set)
+  // Помогает определить, используется ли компаратор для упорядочивания
+  template<typename T>
+  concept has_key_compare = requires { typename T::key_compare; };
+  
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип вложенный тип allocator_type
+  // @details Обнаруживает контейнеры, которые используют аллокаторы
+  // Полезно для кастомного управления памятью и продвинутых оптимизаций
+  template<typename T>
+  concept has_allocator_type = requires { typename T::allocator_type; };
+
+  // Строковые типы
+  // @brief Проверяет, является ли тип строковым
+  // @details Универсальная проверка для всех видов строк:
+  // - std::string и его варианты (wstring, u16string, u32string)
+  // - Строковые литералы (char*, const char*)
+  // - std::string_view
+  // Конвертация в string_view охватывает большинство строкоподобных типов
+  template<typename T>
+  concept is_string = std::convertible_to<T, std::string_view> || std::same_as<T, std::string> || std::same_as<T, std::wstring> || std::same_as<T, std::u16string> || std::same_as<T, std::u32string>;
+
+  // Последовательные контейнеры
+  // @brief Проверяет, является ли тип последовательным контейнером STL
+  // @details Обнаруживает стандартные последовательные контейнеры:
+  // - std::vector - динамический массив
+  // - std::list - двусвязный список
+  // - std::deque - двусторонняя очередь
+  // - std::forward_list - односвязный список
+  // Проверяет наличие итераторов и value_type для универсальности
+  template<typename T>
+  concept is_sequence_container = has_iterator<T> && 
+                                  has_value_type<T> &&
+                                 (std::same_as<T, std::vector<typename T::value_type, typename T::allocator_type>> ||
+                                  std::same_as<T, std::list<typename T::value_type, typename T::allocator_type>> ||
+                                  std::same_as<T, std::deque<typename T::value_type, typename T::allocator_type>> ||
+                                  std::same_as<T, std::forward_list<typename T::value_type, typename T::allocator_type>>);
+
+  // Контейнеры с произвольным доступом
+  // @brief Проверяет, поддерживает ли контейнер произвольный доступ
+  // @details Обнаруживает контейнеры с оператором [] для быстрого доступа:
+  // - std::vector - O(1) доступ по индексу
+  // - std::deque - O(1) доступ по индексу
+  // - std::array - фиксированный массив с быстрым доступом
+  // Важно для алгоритмов, требующих частого доступа к элементам по индексу
+  template<typename T>
+  concept is_random_access_container = is_sequence_container<T> && requires(T t, std::size_t idx) { t[idx]; };
+
+  // Адаптеры контейнеров
+  // @brief Проверяет, является ли тип адаптером контейнера
+  // @details Обнаруживает типы-обертки над другими контейнерами:
+  // - std::stack - LIFO стек
+  // - std::queue - FIFO очередь
+  // - std::priority_queue - очередь с приоритетом
+  // Эти типы предоставляют ограниченный интерфейс поверх базовых контейнеров
+  template<typename T>
+  concept is_container_adapter = std::same_as<T, std::stack<typename T::value_type, typename T::container_type>> ||
+                                 std::same_as<T, std::queue<typename T::value_type, typename T::container_type>> ||
+                                 std::same_as<T, std::priority_queue<typename T::value_type, typename T::container_type>>;
+
+  // Ассоциативные контейнеры (универсальная проверка)
+  // @brief Проверяет, является ли тип упорядоченным ассоциативным контейнером
+  // @details Обнаруживает контейнеры, хранящие элементы в отсортированном порядке:
+  // - std::map - словарь с уникальными ключами
+  // - std::multimap - словарь с возможностью дубликатов ключей
+  // - std::set - множество уникальных элементов
+  // - std::multiset - множество с возможностью дубликатов
+  // Использует key_compare для упорядочивания (обычно std::less)
+  template<typename T>
+  concept is_associative_container = has_iterator<T> && 
+                                     has_key_type<T> &&
+                                    (has_mapped_type<T> || !has_mapped_type<T>) && // Для map и set
+                                    (std::same_as<T, std::map<typename T::key_type, typename T::mapped_type, typename T::key_compare, typename T::allocator_type>> ||
+                                     std::same_as<T, std::multimap<typename T::key_type, typename T::mapped_type, typename T::key_compare, typename T::allocator_type>> ||
+                                     std::same_as<T, std::set<typename T::key_type, typename T::key_compare, typename T::allocator_type>> ||
+                                     std::same_as<T, std::multiset<typename T::key_type, typename T::key_compare, typename T::allocator_type>>);
+
+  // Неупорядоченные ассоциативные контейнеры
+  // @brief Проверяет, является ли тип неупорядоченным ассоциативным контейнером
+  // @details Обнаруживает контейнеры, использующие хеширование:
+  // - std::unordered_map - хеш-таблица с уникальными ключами
+  // - std::unordered_multimap - хеш-таблица с дубликатами ключей
+  // - std::unordered_set - хеш-множество уникальных элементов
+  // - std::unordered_multiset - хеш-множество с дубликатами
+  // Используют хеш-функции и сравнение на равенство вместо упорядочивания
+  template<typename T>
+  concept is_unordered_associative_container = has_iterator<T> && has_key_type<T> && (has_mapped_type<T> || !has_mapped_type<T>) &&
+                                              (std::same_as<T, std::unordered_map<typename T::key_type, typename T::mapped_type, typename T::hasher, typename T::key_equal, typename T::allocator_type>> ||
+                                               std::same_as<T, std::unordered_multimap<typename T::key_type, typename T::mapped_type, typename T::hasher, typename T::key_equal, typename T::allocator_type>> ||
+                                               std::same_as<T, std::unordered_set<typename T::key_type, typename T::hasher, typename T::key_equal, typename T::allocator_type>> || 
+                                               std::same_as<T, std::unordered_multiset<typename T::key_type, typename T::hasher, typename T::key_equal, typename T::allocator_type>>);
+
+  // Кортежи и пары
+  // @brief Проверяет, является ли тип кортежоподобным
+  // @details Обнаруживает типы, которые можно разбирать через tuple_size и tuple_element:
+  // - std::tuple - гетерогенный кортеж
+  // - std::pair - пара из двух элементов
+  // - std::array - также удовлетворяет этому концепту
+  // - Пользовательские кортежи с специализацией tuple_size
+  // Исключает строки и контейнеры для избежания ложных срабатываний
+  template<typename T>
+  concept is_tuple_like = requires(T t) {
+    std::tuple_size<T>::value;
+    requires std::tuple_size<T>::value >= 0;
+  } && !is_string<T> && !is_sequence_container<T>; // Исключаем конфликты
+
+  // Массивы
+  // @brief Проверяет, является ли тип встроенным массивом
+  // @details Обнаруживает C-style массивы: int[10], char[5], etc.
+  // Проверяет, что размер массива больше 0 (не incomplete array)
+  template<typename T>
+  concept is_fixed_array = std::is_array_v<T> && std::extent_v<T> > 0;
+
+  // @brief Проверяет, является ли тип std::array
+  // @details Обнаруживает std::array с конкретным размером
+  // Полезно для алгоритмов, которые требуют знания размера на этапе компиляции
+  template<typename T, std::size_t N>
+  concept is_std_array = std::same_as<T, std::array<typename T::value_type, N>>;
+
+  // Универсальные концепты для категоризации
+  // @brief Проверяет, является ли тип любым контейнером
+  // @details Всеобъемлющий концепт для обнаружения контейнеров любого типа:
+  // - Последовательные контейнеры
+  // - Ассоциативные контейнеры
+  // - Адаптеры контейнеров
+  // - Массивы (C-style и std::array)
+  // Основной концепт для обобщенных алгоритмов работы с контейнерами
+  template<typename T>
+  concept is_any_container = is_sequence_container<T> || 
+                            is_associative_container<T> || 
+                            is_unordered_associative_container<T> ||
+                            is_container_adapter<T> ||
+                            is_fixed_array<T> ||
+                            is_std_array<T, std::tuple_size_v<T>>;
+
+  // @brief Проверяет, является ли тип итерируемым
+  // @details Обнаруживает любые типы, по которым можно итерироваться:
+  // - Контейнеры STL с begin()/end()
+  // - Массивы (работают с std::begin/std::end)
+  // - Кортежи (хотя итерирование по ним особое)
+  // Самый общий концепт для range-based for и алгоритмов
+  template<typename T>
+  concept is_iterable = has_iterator<T> || is_fixed_array<T> || is_tuple_like<T>;
+
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип размер
+  // @details Обнаруживает типы, у которых можно узнать размер:
+  // - Контейнеры с методом size()
+  // - Массивы с известным размером
+  // - Кортежи с известным количеством элементов
+  // Важно для алгоритмов, требующих предварительного знания размера
+  template<typename T>
+  concept is_sized = has_size<T> || is_fixed_array<T> || is_tuple_like<T>;
+
+  // Концепт для "неподдерживаемых" типов
+  // @brief Проверяет, является ли тип неподдерживаемым
+  // @details Обнаруживает типы, которые не входят в известные категории:
+  // - Пользовательские типы без ожидаемого интерфейса
+  // - Специфичные типы из сторонних библиотек
+  // - Типы, для которых нет специализированной обработки
+  // Используется для static_assert и генерации понятных ошибок
+  template<typename T>
+  concept not_supported = !(std::integral<T> ||
+                            std::floating_point<T> ||
+                            is_string<T> ||
+                            is_any_container<T> ||
+                            is_tuple_like<T> ||
+                            std::is_pointer_v<T>);
+
+  // Вспомогательные концепты для метапрограммирования
+  // @brief Проверяет, имеет ли тип семантику ключ-значение
+  // @details Обнаруживает контейнеры, которые поддерживают доступ по ключу:
+  // - map и unordered_map (operator[])
+  // - set и unordered_set (хотя у set нет разделения на key/value)
+  // Полезно для алгоритмов работы со словарями и ассоциативными массивами
+  template<typename T>
+  concept has_key_value_semantics = is_associative_container<T> || 
+                                   is_unordered_associative_container<T> ||
+                                   requires(T t, typename T::key_type key) { t[key]; };
+
+  // @brief Проверяет, является ли тип контейнером с непрерывной памятью
+  // @details Обнаруживает контейнеры, элементы которых хранятся в непрерывной памяти:
+  // - std::vector - динамический массив
+  // - C-style массивы
+  // - std::array - статический массив
+  // Критически важно для низкоуровневых операций и взаимодействия с C API
+  template<typename T>
+  concept is_contiguous_container = std::same_as<T, std::vector<typename T::value_type, typename T::allocator_type>> ||
+                                    is_fixed_array<T> ||
+                                    is_std_array<T, std::tuple_size_v<T>>;
+
+  // Концепты для алгоритмов
+  // @brief Проверяет, поддерживает ли контейнер emplace-операцию
+  // @details Обнаруживает контейнеры, которые могут создавать элементы на месте:
+  // - vector::emplace_back(), map::emplace(), etc.
+  // Позволяет избежать лишних копирований и перемещений
+  template<typename Container, typename Value>
+  concept can_emplace = requires(Container c, Value&& v) { c.emplace(std::forward<Value>(v)); };
+
+  // @brief Проверяет, поддерживает ли контейнер добавление в начало
+  // @details Обнаруживает контейнеры с push_front():
+  // - deque, list, forward_list
+  // Полезно для алгоритмов, работающих с очередями и стеками
+  template<typename Container, typename Value>
+  concept can_push_front = requires(Container c, Value&& v) { c.push_front(std::forward<Value>(v)); };
+
+  // @brief Проверяет, поддерживает ли контейнер добавление в конец
+  // @details Обнаруживает контейнеры с push_back():
+  // - vector, deque, list
+  // Важно для алгоритмов, которые строят контейнеры последовательно
+  template<typename Container, typename Value>
+  concept can_push_back = requires(Container c, Value&& v) { c.push_back(std::forward<Value>(v)); };
+
+  // @brief Проверяет, поддерживает ли контейнер поиск по ключу
+  // @details Обнаруживает контейнеры с методом find():
+  // - map, set, unordered_map, unordered_set
+  // Ключевой концепт для алгоритмов поиска и проверки существования элементов
+  template<typename Container, typename Key>
+  concept can_find = requires(Container c, Key&& key) { c.find(std::forward<Key>(key)); };
 }