标准库中是否有一个概念可以测试范围 for 循环的可用性

Question

有许多不同的方法可以使类型/类在范围 for 循环中可用。例如，在cppreference上给出了概述：

range-expression进行评估以确定要迭代的顺序或范围。序列中的每个元素依次被取消引用，并用于使用范围声明中给定的类型和名称来初始化变量。

begin_expr并end_expr定义如下：

• 如果range-expression是数组类型的表达式，则begin_expris__range 和end_expris ( __range+ __bound)，其中__bound是数组中元素的数量（如果数组大小未知或类型不完整，则程序格式错误）
• 如果是同时具有指定成员和指定成员的range-expression类类型的表达式（无论该成员的类型或可访问性如何），则is且isCbeginendbegin_expr__range.begin()end_expr__range.end()
• 否则，begin_exprisbegin(__range)和end_expris end(__range)，它们是通过参数相关的查找找到的（不执行非 ADL 查找）。

如果我想在函数模板中使用范围 for 循环，我想限制类型在范围 for 循环中可用，以触发编译器错误并显示一条漂亮的“约束不满足”消息。考虑以下示例：

template<typename T>
requires requires (T arg) {
  // what to write here ??
}
void f(T arg) {
    for ( auto e : arg ) {
    }
}

显然，对于通用函数，我想支持上面列出的所有方式，类型可以使用这些方式来使其自身兼容。

这引出了我的问题：

1. 有没有比手动将所有不同的方式组合成自定义概念更好的方法，是否有一些我可以使用的标准库概念？在 概念库中，没有这样的东西。如果真的没有这样的事情，那还有理由吗？
2. 如果没有库/内置概念，我应该如何实现这样的事情。真正让我困惑的是如何测试成员begin，end 无论此类成员的类型或可访问性如何（引用列表中的第二个项目符号）。例如，begin() 如果成员是私有的，则测试成员是否存在的 require 子句将失败begin()，但无论如何，范围 for 循环都可以使用该类型。

注意 我知道以下两个问题：

• 什么概念允许容器在基于范围的 for 循环中使用？
• 如何使我的自定义类型与“基于范围的 for 循环”一起使用？

但他们都没有真正回答我的问题。

Answer 1

看起来你需要的是std::ranges::range需要表达式ranges::begin(t)并且格式ranges::end(t)良好。

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其中[range.access.begin]ranges::begin中定义：

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该名称ranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin表示自定义点对象。给定一个E类型为 的子表达式T，\n令 t 为表示 的具体化对象的左值E。然后：

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• 如果E\n 是一个右值并且enable_\xc2\xadborrowed_\xc2\xadrange<remove_\xc2\xadcv_\xc2\xadt<T>>是false，\nranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)是格式错误的。

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• 否则，如果T是数组类型并且remove_\xc2\xadall_\xc2\xadextents_\xc2\xadt<T>是不完整类型，则格式ranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)错误，无需诊断。

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• 否则，如果 T 是数组类型，ranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)则表达式等于t + 0。

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• 否则， ifauto(t.begin())是一个\n有效表达式，其类型模型input_\xc2\xador_\xc2\xadoutput_\xc2\xaditerator,\nranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)与 等价于表达式auto(t.begin())。

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• 否则，ifT是一个类或枚举类型，并且auto(begin(t))是\n有效的表达式，input_\xc2\xador_\xc2\xadoutput_\xc2\xaditerator\n其类型模型具有\n在非限定查找\nforbegin仅查找声明的上下文中执行的重载解析

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  void begin(auto&) = delete; \nvoid begin(const auto&) = delete;\n

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  thenranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)的表达式相当于auto(begin(t))在上述上下文中执行的重载解析。

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• 否则，ranges\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbegin(E)格式错误。

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也就是说，它不仅会对数组类型进行特定的操作，还会根据表达式的有效性来决定是调用成员函数range.begin()还是自由函数begin(range)，这已经涵盖了所谓range-expression所描述的行为。并ranges::end遵循类似的规则。所以我认为你可以简单地做

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template<std::ranges::range T>\nvoid f(T arg) {\n  for (auto&& e : arg) { // guaranteed to work\n  }\n}\n

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需要注意的是，ranges::begin要求返回的类型必须是 model input_or_output_iterator，并且ranges::end还要求返回的类型必须是 modelsentinel_for返回的类型ranges::begin，这样就T可以是 a 了range。范围表达式没有这样的约束，它只检查表达式的有效性，因此可以使用基于范围的 for 循环的最小类型可以是

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struct I {\n  int operator*();\n  I& operator++();\n  bool operator!=(const I&) const;\n};\n\nstruct R {\n  I begin();\n  I end();\n};\n\nfor (auto x : R{}) { } // well-formed\n

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但我认为您对这种情况不感兴趣，因为I不足以构成有效的迭代器。

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