如何将 istream_view 收集到容器中？

Question

我想实现我的扩展的通用减少操作C ++ 20的ranges，将收集的任何元素range到一个给定的容器。为了实现这一点，我首先创建了一个用于提取template template参数的虚拟类型，并提供operator|了将 arange与其组合：

template <template <typename> typename T>
struct to_fn { };

template <template <typename> typename T>
inline constexpr detail::functors::to_fn<T> to;

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
}

测试如下：

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto set = vec | to<std::set>;
    static_assert(std::same_as<decltype(set), std::set<int>>);
    assert(equal(vec, set));
}

代码完成执行没有问题。

但是，代码在与 一起使用时无法编译std::ranges::istream_view：

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::ifstream input_file("input.txt");
    auto vec = istream_view<int>(input_file) | to<std::vector>;
}

这不能编译成一堆错误，其中，在我看来，重要的是：

note:   deduced conflicting types for parameter '_InputIterator' ('std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator' and 'std::default_sentinel_t')
122 |   return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
    |          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这对我来说很有意义。容器要求用于通过构造器构造它们的迭代器使用其中的两个是相同的类型。

但这很好 - 这std::ranges::views::common_view就是创建的目的。所以我尝试修改operator|为：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    auto common = rng | std::ranges::views::common;
    return T(std::ranges::begin(common), std::ranges::end(common));
}

再次，编译失败，错误较少​​，其中我认为这是最相关的：

note: the expression 'is_constructible_v<_Tp, _Args ...> [with _Tp = std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >; _Args = {std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >&}]' evaluated to 'false'
139 |       = destructible<_Tp> && is_constructible_v<_Tp, _Args...>;
    |                              ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我不太明白这个错误表示什么，但我想这意味着istream_view不能复制构造。对我来说有点意思。

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但我真的希望我能拥有这个通用的to“函子”。我认为当我们推断我们正在处理输入范围¹时，可以istream_view使用基于范围的for循环并将元素添加到所选容器中。

所以我试过这个：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    using namespace std::ranges;
    using range_t = decltype(rng);
    const bool input_range = std::is_same_v<
            iterator_t<range_t>::iterator_category,
            std::input_iterator_tag>;
    if constexpr(input_range) {
        auto container = T<range_value_t<range_t>>();
        for (auto&& element : rng) {
            container.generic_add(element); // ???
        }
        return container;
    } else {
        auto common = rng | views::common;
        return T(begin(common), end(common));
    }
}

然后告诉我，除其他外，还有：

error: 'iterator_category' is not a member of 'std::ranges::iterator_t<std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >&&>'
125 |             iterator_t<range_t>::iterator_category,
    |                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~

这不是唯一的问题。向任何容器一般添加元素也存在问题。据range我所知，采用 a 的构造函数是将元素添加到容器的唯一通用方法和好方法。

我觉得必须有一种正确且更简单的方法来做我想做的事情。加分如果to也适用于非模板，即，我不仅可以，to<std::vector>而且to<std::string>. 在第一种情况下，它会推导出元素并创建所需的 实例化std::vector，但在第二种情况下，它将获取所有元素并std::string使用这些元素初始化 an 。我怎样才能使这项工作？

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¹这假设实际问题在于我们使用输入范围这一事实。我不确定是否是这种情况。如果有人能指出我推理中可能存在的错误，我会很高兴。

Answer 1

这假设实际问题在于我们使用的是input range。

问题不在于它是一个输入范围，问题在于std::ranges::istream_view<int>及其迭代器类型是仅移动的。

在 C++17 中，所有迭代器都必须是可复制的。这个限制在 C++20 中放宽了，我们现在可以有只移动迭代器和只移动视图。但是代码必须更改以支持 -std::vector的迭代器对构造函数仍然基于 C++17 迭代器模型，它确实复制了迭代器，因此它不能用于std::ranges::istream_view<int>::iterator.

重点common_view是采用 C++20 范围，该范围具有与其迭代器类型不同的标记类型，并通过为迭代器和标记生成相同类型来使其适应 C++17 算法。但这里的重点是使用 C++17 算法，因此它必须遵守 C++17 迭代器要求。这些要求包括可复制性，因此common_view从[range.common.view]声明为：

namespace std::ranges {
  template<view V>
    requires (!common_range<V> && copyable<iterator_t<V>>)
  class common_view : public view_interface<common_view<V>> {

这就是为什么rng | views::common不为你编译，common需要可复制性（在迭代器/哨兵类型不同的情况下，就像他们在这里做的那样）而你没有（你也应该转发rng，因为即使views::common不需要可复制性直接，你正在做的实际上是复制它，所以会单独失败）。

真的没有办法进行调整std::ranges::istream_view<int>，以便您可以使用vector<int>的迭代器对构造函数。我们需要以vector某种方式进行更改以允许此构造工作（这现在肯定对您没有帮助），或者您必须通过执行以下操作来处理这种情况：

std::vector<int> v;
for (int e : rng) {
    v.push_back(e);
}
return v;

虽然这必须看起来像s.insert(e)这种std::set情况。