7.8小学期基础语法记录

ranges库

C++20 引入的 <ranges> 库极大增强了 C++ 对容器的操作能力，核心目标是：更简洁、更安全、更组合式的容器处理方式，类似于函数式编程中“管道”风格。

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🔑 一、std::ranges 的核心组成

分类	内容
✅ 范围算法（algorithms）	ranges::sort, ranges::find, ranges::copy, ranges::for_each 等
✅ 范围视图（views）	views::filter, views::transform, views::take, views::drop, views::reverse 等
✅ 范围适配器（adaptors）	支持 `
✅ 范围概念（concepts）	ranges::range, ranges::view, ranges::input_range，用于泛型约束

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🧩 二、常用算法（std::ranges::xxx）

这些是 C++20 为 ranges 提供的算法接口，使用方式类似于 std::sort()，但直接操作容器，更安全：

🔧 常用范围算法（与 std::xxx 一一对应）

算法	功能	示例
ranges::sort	排序	ranges::sort(vec)
ranges::find	查找元素	ranges::find(vec, 3)
ranges::count	计数	ranges::count(vec, 2)
ranges::copy	拷贝	ranges::copy(src, dest.begin())
ranges::for_each	遍历操作	ranges::for_each(vec, f)
ranges::equal	判断两个范围是否相等	ranges::equal(v1, v2)
ranges::unique	去重（返回去重后的迭代器）	auto [first, last] = ranges::unique(vec)

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🔮 三、核心视图（std::views::xxx）

视图是懒惰求值的容器处理操作，类似 Python 的生成器：

🚀 管道式组合能力极强：

auto result = vec 
            | views::filter([](int x){ return x % 2 == 0; })
            | views::transform([](int x){ return x * x; })
            | views::take(3);

🌟 常用视图操作汇总

视图名	功能
views::filter	过滤满足条件的元素
views::transform	映射，每个元素映射为新值
views::take(n)	取前 n 个元素
views::drop(n)	跳过前 n 个元素
views::reverse	反转容器
views::iota(start, end)	生成区间 [start, end) 的整数流
views::split(delim)	拆分字符串
views::zip（C++23）	多容器并行遍历

🧪 示例

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

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

    auto result = v | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; })
                    | std::views::transform([](int n) { return n * 10; });

    for (int x : result)
        std::cout << x << " ";  // 输出 20 40 60
}

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📌 四、组合方式与懒惰求值

views 只在遍历（如 for）时执行实际计算，具备：

• 延迟求值（更高效）
• 不复制容器
• 可链式组合

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📎 五、可与 ranges 组合的容器类型

容器	是否支持
std::vector	✅
std::array	✅
std::list	✅（部分视图不支持）
std::map / std::set	✅（但注意访问 key/value）
自定义容器	✅ 只要符合 ranges::range 概念

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✅ 六、常用组合模板

// 拿出前 5 个平方数
auto squares = views::iota(1, 100)
             | views::transform([](int x){ return x * x; })
             | views::take(5);

// 过滤并排序 vector
auto evens = v | views::filter([](int x){ return x % 2 == 0; });
std::vector<int> evens_vec(evens.begin(), evens.end());
ranges::sort(evens_vec);

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🎯 总结一句话：

C++20 ranges 提供了一个现代、高效、可组合的容器处理方式，ranges::sort 负责 算法执行，而 views::xxx 负责 懒惰生成数据流，二者可无缝配合形成流水线式编程风格。