C++20 范围适配器的递归应用导致编译时无限循环

Question

C++20 中的范围库支持表达式

auto view = r | std::views::drop(n);

使用范围适配器 drop 删除范围 r 的第一个 n 元素。

但是，如果我递归地从一个范围中删除元素，编译器会进入一个无限循环。

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最小的工作示例：（在 GCC 10 中编译需要无限时间）

#include <ranges>
#include <iostream>
#include <array>
#include <string>

using namespace std;

template<ranges::range T>
void printCombinations(T values) {
    if(values.empty())
        return;

    auto tail = values | views::drop(1);

    for(auto val : tail)
        cout << values.front() << " " << val << endl;

    printCombinations(tail);
}

int main() {
    auto range1 = array<int, 4> { 1, 2, 3, 4 };
    printCombinations(range1);
    cout << endl;

    string range2 = "abc";
    printCombinations(range2);
    cout << endl;
}

预期输出：

1 2
1 3
1 4
2 3
2 4
3 4

a b
a c
b c

为什么编译需要无限时间，我应该如何解决这个问题？

Answer 1

让我们看一下string 的情况（只是因为该类型更短）并手动检查调用堆栈。

printCombinations(range2) 呼叫printCombinations<string>。该函数使用tail 递归调用自身。 tail 的类型是什么？那是drop_view<ref_view<string>>。所以我们打电话给printCombinations<drop_view<ref_view<string>>>。到目前为止很简单。

现在，我们再次以tail 递归调用自己。 tail现在是什么类型的？好吧，我们只是包装。这是drop_view<drop_view<ref_view<string>>>。然后我们用drop_view<drop_view<drop_view<ref_view<string>>>> 再次递归。然后我们用drop_view<drop_view<drop_view<drop_view<ref_view<string>>>>> 再次递归。以此类推，无限循环，直到编译器爆炸。

我们可以通过保持相同的算法来解决这个问题吗？其实，是。 P1739 是关于减少这种模板实例化膨胀（尽管它没有像这个那样有趣的例子）。所以drop_view 有一些special cases 用于它识别并且不会重新包装的视图。 "hello"sv | views::drop(1) 的类型仍然是 string_view，而不是 drop_view<string_view>。所以printCombinations(string_view(range2)) 应该只生成一个模板实例化。

但似乎 libstdc++ 还没有实现这个功能。因此，您可以手动实现它（但只能在 subrange 中进行交易）或在此处放弃递归方法。