c++20 范围的意义是什么？

Question

我很难理解 c++20 范围与老式迭代器相比增加了什么。是的，我想不再需要使用beginand end，而是简单的重载，例如：

namespace std {
    template <typename Container>
    auto transform(Container&& container, auto&&... args) requires ( requires {container.begin(); container.end(); }) {
         return transform(container.begin(), container.end(), args...);
    }
}

会解决这个问题。

为什么范围很有用？与迭代器相比，我什么时候应该使用它们？

编辑：我知道范围比迭代器还有其他优点（链接、更好的方法等......）。然而，这些（我认为？）都可以用迭代器来完成，我不明白为什么需要引入一个全新的概念，比如范围。

Answer 1

您反对自己的结论，如下所示：

template <typename Container>
auto transform(Container&& container, auto&&... args)
  requires ( requires {container.begin(); container.end(); }) {

那么...这是什么？它是一个采用满足约束的模板参数的函数。让我们忽略这个约束需要成员begin/end而不是更合理的std::ranges::begin/end要求。

您要将此要求应用到多少个函数？可能很多。每个算法都会有一个具有此要求的版本。因此，这开始看起来不再像一次性的要求，而更像是应该命名的东西concept。

特别是因为该概念可能应该指定算法需要哪种迭代器。您不仅需要会员begin/end；你需要它们返回一个input_or_output_iterator和一个sentinel_for迭代器：

requires ( requires(Container c)
{
  {c.begin()} -> input_or_output_iterator;
  {c.end()} -> sentinel_for<decltype(c.begin())>;
})

您真的想在每次请求“容器”时都输入此内容吗？当然不是; 这就是命名概念的用途。

那么这个概念是什么？它是一个可以迭代的东西，是一个可以通过特定迭代器接口访问的值序列。

并且该概念的名称可能应该选择为不暗示元素序列的所有权。该transform算法并不关心给定的内容是否拥有该序列。所以“容器”这个名字绝对是错误的。

因此，我们将这个概念称为范围值序列。值序列可以通过迭代器/哨兵接口进行迭代。您可能需要有不同类别的值序列。输入序列、前向序列、连续序列等。您可能想要检测序列是否可以在恒定时间内计算出大小，或者序列是否有界或从其所有者那里借用。

如果您可以编写创建这些值序列视图的运算符，岂不是很整洁？

任何其他名称的系列闻起来都一样香甜。一旦你开始走上将迭代器与哨兵配对的黑暗道路，它将永远主宰你的命运。

在处理迭代器时，范围是一个自然的概念。基于系列概念构建的一切都是其产物。