关于C++20中的新特性 ranges和views的学习

ranges

views

std::views::transform

特点：

• 惰性求值：转换操作不会立即执行，只有在你迭代这个视图时，lambda 函数才会应用到每个元素。
• 不修改原容器，仅生成一个转换后的视图。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 构造一个视图，每个元素乘以 2
    auto transformed_view = v | std::views::transform([](int n) { return n * 2; });

    for (int n : transformed_view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 2 4 6 8 10
    }
    return 0;
}

std::views::filter

创建一个视图，该视图仅包含满足给定谓词条件的元素，同样是惰性计算的。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    // 构造一个视图，只保留偶数元素
    auto filtered_view = v | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; });

    for (int n : filtered_view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 2 4 6
    }
    return 0;
}

std::views::take

用于构造一个视图，该视图只“取”原始范围的前 n 个元素。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};

    // 构造一个视图，只取前 3 个元素
    auto take_view = v | std::views::take(3);

    for (int n : take_view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 10 20 30
    }
    return 0;
}

std::views::drop

创建一个视图，跳过原始范围的前 n 个元素，只返回剩余部分。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};

    // 构造一个视图，跳过前 2 个元素
    auto drop_view = v | std::views::drop(2);

    for (int n : drop_view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 30 40 50
    }
    return 0;
}

std::views::reverse

用于构造一个反向视图，不会修改原容器，只是在遍历时以相反顺序访问元素。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 构造一个反向视图
    auto rev_view = v | std::views::reverse;

    for (int n : rev_view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    return 0;
}

或者说

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 通过 std::views::reverse 创建一个反向视图
    for (int n : v | std::views::reverse) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }

    return 0;
}

std::views::drop_last

它用于生成一个新的视图，去掉原始范围的最后 n 个元素。与 std::views::drop 类似，std::views::drop_last 也是一个惰性求值的操作符，它不会修改原容器，而是按需返回一个新的视图。

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用 drop_last 去掉最后两个元素
    auto view = v | std::views::drop_last(2);

    for (int n : view) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 1 2 3
    }

    return 0;
}

边界条件

• 如果你指定的n大于等于容器的元素个数，结果将是一个空视图。例如：

  auto empty_view = v | std::views::drop_last(10);

  这样就会得到一个空视图，因为容器中没有足够的元素可以去除。

这些函数可以通过管道运算符叠加使用(链式操作)

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

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    // 使用 std::views::reverse 和 std::views::filter 链接，逆序并筛选掉奇数元素
    for (int n : v | std::views::reverse | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; })) {
        std::cout << n << " ";  // 输出: 6 4 2
    }

    return 0;
}