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std::ranges::views::common, std::ranges::common_view

article 2025/3/13 6:39:17

std::ranges::views::common, std::ranges::common_view

C++20 引入的用于将范围适配为“通用范围”的工具，主要解决某些算法需要传统迭代器对（如 begin 和 end 类型相同）的问题。

基本概念

1. 功能

适配传统算法：将范围（range）的迭代器和哨兵（sentinel）类型统一，使其适配需要“迭代器对”的旧式算法（如 C++17 之前的算法）。
类型一致性：确保 begin() 和 end() 返回的迭代器类型相同。
零开销原则：仅在必要时添加类型转换，无额外内存分配。

以下是详细说明和示例：

核心概念

问题背景：C++20 的某些范围（如 split_view）的 begin 和 end 返回的迭代器类型可能不同，但传统算法（如 C++17 前的算法）需要它们类型相同。
解决方案：common_view 将范围适配为 begin 和 end 迭代器类型相同的“通用范围”。

std::ranges::common_view

定义：template<std::ranges::view V> class common_view : public std::ranges::view_interface<common_view<V>>
适用场景：
- 当原始范围的迭代器和哨兵类型不同，但需要转换为相同类型时。
- 需要将范围传递给传统算法（如接受 int* 和 int* 的算法）。

语法与参数

1. 语法

auto common_view = range | std::ranges::views::common;

range：输入范围（如容器、视图）。

示例 1：适配 `split_view`

#include <ranges>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>

int main() {
    std::string str = "hello,world,cpp20";
    auto split = str | std::views::split(',');

    // split 的迭代器和哨兵类型不同，无法直接传递给传统算法
    // 使用 common_view 适配
    auto common_range = split | std::views::common;

    // 现在可以像传统范围一样使用
    for (const auto& part : common_range) {
        for (char c : part) std::cout << c;
        std::cout << '\n';
    }
}

示例 2：传递给传统算法

某些传统算法（如 std::sort）要求 begin() 和 end() 的迭代器类型严格一致，但 C++20 的某些范围（如 std::ranges::iota_view）可能返回不同类型的哨兵：

示例 2：处理子范围

#include <ranges>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto reversed = vec | std::views::reverse;

    // 传统算法需要 begin 和 end 类型相同
    // 使用 common_view 适配
    auto common_reversed = reversed | std::views::common;

    // 使用 std::sort（仅示例，反转后排序可能无意义）
    std::ranges::sort(common_reversed); // 需要迭代器类型相同

    for (int x : common_reversed) {
        std::cout << x << ' '; // 输出：1 2 3 4 5（排序后的反转）
    }
}

std::ranges::views::common

定义：范围适配器对象，可通过管道操作符 | 简化 common_view 的创建。
等效操作：views::common(r) 等价于 common_view<views::all_t<decltype(r)>>{r}。

示例 3：结合管道操作符

#include <ranges>
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm> // 必须包含此头文件以使用 std::find

int main() {
    std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto even = lst | std::views::filter([](int x) { return x % 2 == 0; });

    // 使用 views::common 适配
    auto common_even = even | std::views::common;

    // 传递给传统算法 std::find
    if (std::find(common_even.begin(), common_even.end(), 4) != common_even.end()) {
        std::cout << "Found 4\n";
    }
}