C++20-ranges：重用过滤视图

Question

看不懂下面代码的结果（用g++-10编译的C++20）：

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

int main() {
    using namespace std;
    
    auto v = vector<int>{0,1,2,3,4,5,6,7};
    auto r = v | views::filter([](int n) {return n % 3 == 0;});
    ranges::generate(r,[]() { return 2; });
    auto s = v | views::filter([](int n) {return n % 3 == 0;});
    
    cout << "v: ";
    for(auto x: v) cout << x << " ";
    cout << "\n";

    cout << "r: ";
    for (auto x: r) cout << x << " " ;
    cout << "\n";

    cout << "s: ";
    for (auto x: s) cout << x << " " ;
    cout << "\n";
}

在我的机器上，结果是：

v: 2 1 2 2 4 5 2 7 
r: 2 
s: 

我理解第一行 (v) 和第三行 (s)：在 v 中，可被 3 整除的整数被替换为 2（第一行），因此之后不再有整数可以被 3 整除。因此第三行是空的。

但是为什么第二行（r）显示唯一值2，和第三行不一样？？？

如果我在 range::generate 中将 2 替换为 3，那么结果是正常的：

v: 3 1 2 3 4 5 3 7 
r: 3 3 3 
s: 3 3 3

也许原因是微不足道的，但我在文档中没有找到任何原因...

Answer 1

你违反了[range.filter.iterator]/1:

允许修改 filter_­view​::​iterator 表示的元素，但如果结果值不满足过滤谓词，则会导致未定义的行为。

您的谓词是可被 3 整除的元素，并且您将所有这些都修改为 2 - 这不满足谓词。那是未定义的行为。不要那样做。

在您的后续示例中，您正在修改元素，但它们仍然满足谓词 - 所以这很好。

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出现这种情况的原因是filter 必须缓存其begin() 迭代器以满足摊销O(1) 常量要求。最终发生的是，在generate 期间，filter 查找满足谓词的第一个元素（在本例中是第一个元素，0）。该结果被缓存。

然后您将该值覆盖为2，它不再能被3 整除，但filter 的begin() 仍然引用它。这就是它被打印出来的原因。

当您创建一个新 filter 时，该begin() 尚未缓存，因此不存在此类问题。