forward_iterator 概念的冗余？答案

【问题标题】：The redundancy of forward_iterator concept?forward_iterator 概念的冗余？
【发布时间】：2021-08-18 19:20:09
【问题描述】：

在[iterator.concept.forward]中，std::forward_iterator定义为：

template<class I>
  concept forward_iterator =
    input_iterator<I> &&
    derived_from<ITER_CONCEPT(I), forward_iterator_tag> &&
    incrementable<I> &&
    sentinel_for<I, I>;

而std::sentinel_for<I, I>定义为：

template<class S, class I>
  concept sentinel_for =
    semiregular<S> &&
    input_or_output_iterator<I> &&
    weakly-equality-comparable-with<S, I>;

这在std::forward_iterator 的要求中似乎是多余的，因为input_iterator 已经为input_or_output_iterator 建模，而incrementable 被定义为：

template<class I>
  concept incrementable =
    regular<I> &&
    weakly_incrementable<I> &&
    requires(I i) {
      { i++ } -> same_as<I>;
    };

哪个模型 regular 哪个模型 semiregular 和 equality_comparable 哪个模型 weakly-equality-comparable-with<I, I>。

为什么标准需要在这里添加一个看起来多余的约束，这背后的考虑是什么？

【问题讨论】：

标签： c++ iterator c++20 c++-concepts

【解决方案1】：

forward_iterator 需要sentinel_for 的语义要求。 regular 或 equality_comparable 都没有暗示这些。

【讨论】：

【解决方案2】：

概念有明确的句法要求（即：这些表达式必须编译），但它们也有隐含的语义概念。 equality_comparable<T> 有一个语义要求，如果t == u，则t 和u 具有相同的值，但这是为T 定义的。

但是sentinel_for 需要对t == u 有更具体的含义。哨兵和迭代器之间的相等意味着迭代器位于范围的末尾（因此，您不能取消引用它）。

所以这些概念并不是多余的；需要它们来表达forward_iterator<T> 的语义含义。在这种情况下，针对另一个迭代器测试一个迭代器是检查序列结束的有效方法。因此，前向迭代器的“值”的含义是“范围内的位置”。

【讨论】：