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C++20 引入了 range 来简化对元素序列的解决(能够省略掉许多的循环遍历)。
1. range 和 view
range
range
concept 通过提供一个迭代器以及一个哨兵来示意一个元素范畴,以容许对某个类型进行遍历。
template<class T>
concept range = requires(T& t) {ranges::begin(t);
ranges::end (t);
};
如,vector
就是一个 range:
std::vector<int> vec{1, 2, 3};
auto it1 = std::ranges::begin(vec);
auto it2 = std::ranges::end(vec);
view
view
是一个 range,且具备常数工夫复杂度的的拷贝、挪动和赋值操作(如,间接操作一对迭代器、或应用生成器来按需生成元素)。
template<class T>
concept view = ranges::range<T> && std::movable<T> && ranges::enable_view<T>;
template<class T>
inline constexpr bool enable_view =
std::derived_from<T, view_base> || /*is-derived-from-view-interface*/<T>;
如,可通过 iota
来创立一个 view,相似于 Python 中的 range:
auto v1 = std::views::iota(1); // [1, +inf)
auto v2 = std::views::iota(1, 10); // [1, 10)
for (int i : v2)
{std::cout << i << ' ';}
2. 范畴工厂
会创立一个 view。
iota:创立一个一直递增的元素序列,能够是有界的,也能够是无界的。
#include <iostream>
#include <ranges>
int main()
{auto v1 = std::views::iota(10); // [10, +inf)
auto v2 = std::views::iota(1, 10); // [1, 10)
for (int i = 0; i < 10; i++)
{std::cout << v1[i] << ' ';
}
std::cout << '\n';
for (int i : v2)
{std::cout << i << ' ';}
}
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1 2 3 4 5 6 7 8 9
istream_view:对某个输出流一直地利用 operator >>
,从而取得一系列的元素。
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <ranges>
int main()
{std::istringstream nums("1.1 2.2 3.3\t4.4\n5.5");
auto v = std::ranges::istream_view<float>(nums);
for (float f : v)
{std::cout << f << ",";}
}
1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5,
3. 范畴适配器
承受一个 range,对其执行某些操作后,返回后果 view。
counted:从指定地位开始获取 n 个元素。
std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
for (int i : std::views::counted(vec.begin() + 1, 3))
{std::cout << i << ' ';}
2 3 4
drop:抛弃 range 中的前 n 个元素。
int nums[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
for (int i : std::views::drop(nums, 3))
{std::cout << i << ' ';}
3 4 5 6
elements:获取第 n 列元素。
注:view 中的元素须要是 tuple-like 的。
std::vector<std::tuple<int, int, int>> vecs
{{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9},
};
for (int i : std::views::elements<1>(vecs))
{std::cout << i << ' ';}
2 5 8
filter:对 range 进行过滤,只保留符合条件的元素。
int nums[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5};
auto even = [](int i)
{return i % 2 == 0;};
for (int i : std::views::filter(nums, even))
{std::cout << i << ' ';}
0 2 4
join:合并多个 range。
std::vector<int> vec1{1, 2, 3};
std::vector<int> vec2{4, 5, 6};
std::vector<std::vector<int>> vecs{vec1, vec2};
for (int i : std::views::join(vecs))
{std::cout << i << ' ';}
1 2 3 4 5 6
reverse:反转 range 中的元素。
const int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
for (int i : std::views::reverse(a))
{std::cout << i << ' ';}
7 6 5 4 3 2 1
split:按指定的元素宰割 range。
std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
for (const auto& v : std::views::split(vec, 4))
{for (int i : v)
{std::cout << i << ' ';}
std::cout << '\n';
}
1 2 3
5 6 7
take:获取 range 中的前 n 个元素。
int nums[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5};
for (int i : std::views::take(nums, 3))
{std::cout << i << ' ';}
0 1 2
transform:对 range 中的每个元素执行指定的转换操作,转换操作的返回值就是后果 view 中的元素。
int nums[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5};
auto square = [](int i)
{return i * i;};
for (int i : std::views::transform(nums, square))
{std::cout << i << ' ';}
0 1 4 9 16 25
4. 管道运算符
如果 C
是一个 范畴适配器闭包对象,R
是一个能够转换为 view 的 range,则 C(R)
等价于 R | C
。
范畴适配器闭包对象包含:一元范畴适配器(只承受一个参数)、绑定了余下参数的多元范畴适配器(只留下第一个参数未指定)和 R | C
的返回值。
int nums[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5};
auto even = [](int i)
{return i % 2 == 0;};
auto square = [](int i)
{return i * i;};
// 先过滤,而后对过滤失去的元素求平方
for (int i : nums | std::views::filter(even) | std::views::transform(square))
{std::cout << i << ' ';}
0 4 16