为什么 std::get 只有两个 range::subrange 函数重载？

Question

标准中有四种pair-like类型，分别是std::array、std::pair、std::tuple和ranges::subrange，其中std::get对ranges::subrange的重载在[range.subrange#access-10]中定义：

template<size_t N, class I, class S, subrange_kind K>
  requires (N < 2)
  constexpr auto get(const subrange<I, S, K>& r);
template<size_t N, class I, class S, subrange_kind K>
  requires (N < 2)
  constexpr auto get(subrange<I, S, K>&& r);

效果：相当于：

if constexpr (N == 0)
  return r.begin(); 
else
  return r.end();

而ranges::subrange::begin() 有两个重载：

constexpr I begin() const requires copyable<I>;
[[nodiscard]] constexpr I begin() requires (!copyable<I>);

我注意到这个std::get只有两个重载，并且非常量左值引用没有对应的重载，这使得我们无法将std::get应用于左值@987654336 @ 与非copyable 迭代器(godbolt)：

#include <ranges>
#include <sstream>

int main() {
  auto ints = std::istringstream{"42"};
  auto is = std::ranges::istream_view<int>(ints);
  std::ranges::input_range auto r = std::ranges::subrange(is);
  auto b  = r.begin();      // OK
  auto b2 = std::get<0>(r); // Error, passing 'const subrange' as 'this' argument discards qualifiers
}

那么为什么std::get 对于ranges::subrange 只有两个函数重载？它会错过ranges::subrange& 和const ranges::subrange&& 的重载吗？这是标准缺陷还是故意的？

Answer 1

作为一般规则，定义良好的代码中的完整格式subrange 表示有效范围，如果它存储大小，则大小等于范围的大小。这反映在每个非默认构造函数的前提条件中（默认构造状态仍然可以部分形成）。由于引入了仅移动迭代器（因为非常量 begin 需要将迭代器移出），这有点混乱，但仍然是设计意图。

换句话说，subrange 与pair、tuple 或array 完全不同。这三个是没有语义的值的聚合，它们的get 重载通过透明地传播 cv-qualification 和值类别来反映这一点。另一方面，subrange 确实具有语义——它不仅仅是一对迭代器和哨兵。它的get 只用于阅读，从不用于写作。这就是为什么 get 上的 subrange 按值返回的原因。

提供非常量左值get 重载没有多大意义；通过可变引用返回是不可能的；通过引用返回 const 不同于其他一切（也令人惊讶）。按值返回意味着在唯一的情况下它会有所不同，左值 subrange 上的 get 是破坏性操作，这是非常出乎意料的。