C++20 范围太多 |运营商？

Question

我为此代码使用 g++ 10.2。有人知道为什么我在results3 上的最后一个std::views::reverse 出现编译器错误吗？

#include <vector>
#include <ranges>

int main() {
    auto values = std::vector{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    auto even = [](const auto value) {
        return value % 2 == 0;
    };
    auto square = [](const auto value) {
        return value * value;
    };

    auto results1 = values
        | std::views::filter(even)
        | std::views::reverse
        | std::views::take(4)
        | std::views::reverse;

    auto results2 = values
        | std::views::transform(square)
        | std::views::reverse
        | std::views::take(4)
        | std::views::reverse;

    auto results3 = values
        | std::views::filter(even)
        | std::views::transform(square)
        | std::views::reverse
        | std::views::take(4)
        | std::views::reverse; // Error happens on this line.
}

错误sn-p：

...
<source>: In function 'int main()':
<source>:30:9: error: no match for 'operator|' (operand types are 'std::ranges::take_view<std::ranges::reverse_view<std::ranges::transform_view<std::ranges::filter_view<std::ranges::ref_view<std::vector<int, std::allocator<int> > >, main()::<lambda(auto:13)> >, main()::<lambda(auto:14)> > > >' and 'const std::ranges::views::__adaptor::_RangeAdaptorClosure<std::ranges::views::<lambda(_Range&&)> >')
   25 |     auto results3 = values
      |                     ~~~~~~
   26 |         | std::views::filter(even)
      |         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
   27 |         | std::views::transform(square)
      |         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
   28 |         | std::views::reverse
      |         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
   29 |         | std::views::take(4)
      |         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |         |
      |         std::ranges::take_view<std::ranges::reverse_view<std::ranges::transform_view<std::ranges::filter_view<std::ranges::ref_view<std::vector<int, std::allocator<int> > >, main()::<lambda(auto:13)> >, main()::<lambda(auto:14)> > > >
   30 |         | std::views::reverse;
      |         ^ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |                       |
      |                       const std::ranges::views::__adaptor::_RangeAdaptorClosure<std::ranges::views::<lambda(_Range&&)> >
...

完整的错误集可以在这里查看：https://godbolt.org/z/Y7Gjqd

Answer 1

TL;DR：在这种情况下，std::views::take 的结果的迭代器类型是 std::counted_iterator，它有时无法对预期不会失败的迭代器概念进行建模。这是LWG 3408，由P2259 解决。

---

这涉及到一些非常复杂的机制。

让

• T 是 values | std::views::filter(even) | std::views::transform(square) 的迭代器类型，
• R 是 std::reverse_iterator<T>。

在result3的初始化器中：

1. ... | take(4) 的迭代器类型为std::counted_iterator<R>。
2. std::counted_iterator<R> 的 iterator_traits 与部分特化 std::iterator_traits<std::counted_iterator<I>> 匹配。
3. 所述部分特化源自std::iterator_traits<I>。
4. std::iterator_traits<R> 是从主模板生成的：它提供了一个名为 iterator_category 的成员，但没有提供名为 iterator_concept 的成员。
5. R 的iterator_category 与T 相同。
6. T 的iterator_category 是input_iterator_tag，因为它的解引用运算符不返回引用，这是 C++17 ForwardIterator 要求所不允许的。 （T 的iterator_concept 是bidirectional_iterator_tag。）

所以最后std::iterator_traits<std::counted_iterator<R>>没有提供iterator_concept，它的iterator_category是input_iterator_tag。

因此... | take(4)的结果无法建模bidirectional_range，因此被views::reverse拒绝。

(当filter从管道中移除时... | take(4)的迭代器类型不是counted_iterator；当transform从管道中移除时iterator_category不是input_iterator_tag。所以result1和result2 不会触发此错误。）

这本质上是LWG 3408。

Answer 2

编辑似乎 MSVC 表现出相同的行为，所以我的答案中的结论可能不正确。

我认为这是take_view 实现中的一个错误。

引用take_view 上的cppreference 页面（强调我的）：

take_view 对 contiguous_range、random_access_range、 bidirectional_range、forward_range、input_range 和 sized_range 时 底层视图 V 对各自的概念进行建模。

考虑以下代码，我们看到输入范围是bidirectional_range：

 auto input_to_take = values
  | std::views::filter(even)
  | std::views::transform(square)
  | std::views::reverse;

static_assert(std::ranges::bidirectional_range<decltype(input_to_take)>); // No error here.

但是，在将该范围传递到 take_view 之后，它不再是 bidierctional_range。

auto t = take_view(input_to_take, 4);
static_assert(std::ranges::bidirectional_range<decltype(t)>); // Error (constraints not satisfied)

我认为这与 cppreference 上的内容相矛盾。

既然镜头视图不是双向视图，您示例中的以下反向视图无法编译，因为它需要 bidirectional_range 作为输入。

现场示例here。