是否可以/建议返回一个范围？

Question

我正在使用范围库来帮助我的课程中的文件管理器数据，如下所示：

class MyClass
{
public:
    MyClass(std::vector<int> v) : vec(v) {}

    std::vector<int> getEvens() const
    {
        auto evens = vec | ranges::views::filter([](int i) { return ! (i % 2); });
        return std::vector<int>(evens.begin(), evens.end());
    }

private:
    std::vector<int> vec;
};

在这种情况下，getEvents() 函数中构造了一个新向量。为了节省这个开销，我想知道是否可以/建议直接从函数返回范围？

class MyClass
{
public:
    using RangeReturnType = ???;

    MyClass(std::vector<int> v) : vec(v) {}

    RangeReturnType getEvens() const
    {
        auto evens = vec | ranges::views::filter([](int i) { return ! (i % 2); });
        // ...
        return evens;
    }

private:
    std::vector<int> vec;
};

如果可能，是否有任何我需要考虑的生命周期因素？

我也很想知道是否可以/建议将范围作为参数传递，或者将其存储为成员变量。还是范围库更适合在单个函数的范围内使用？

Answer 1

标准中对 STL 组件的使用没有限制。当然，也有最佳实践（例如，string_view 而不是 string const &）。

在这种情况下，我可以预见直接处理视图返回类型没有问题。也就是说，最佳实践尚未确定，因为标准太新了，还没有编译器有完整的实现。

在我看来，您可以选择以下内容：

class MyClass
{
public:
    MyClass(std::vector<int> v) : vec(std::move(v)) {}

    auto getEvens() const
    {
        return vec | ranges::views::filter([](int i) { return ! (i % 2); });
    }

private:
    std::vector<int> vec;
};

Answer 2

这是在op的评论部分提出的，但我想我会在答案部分做出回应：

Ranges 库看起来很有希望，但我对这辆返回的汽车有点担心。

请记住，即使添加了auto，C++ 也是一种强类型语言。在您的情况下，由于您要返回evens，因此返回类型将与evens 的类型相同。 （从技术上讲，它将是 evens 的值类型，但 evens 无论如何都是值类型）

事实上，你可能真的不想手动输入返回类型：std::ranges::filter_view<std::ranges::ref_view<const std::vector<int>>, MyClass::getEvens() const::<decltype([](int i) {return ! (i % 2);})>>（141 个字符）

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• 正如@Caleth 在评论中提到的那样，事实上，这也行不通，因为evens 是在函数内部定义的 lambda，两个不同的 lambda 的类型即使它们基本相同，也会有所不同，因此实际上无法在此处获取完整的返回类型。

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虽然在不同情况下是否使用auto 可能存在争议，但我相信大多数人会在这里使用auto。另外，您的 evens 也被声明为 auto，输入类型只会降低此处的可读性。

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如果我想访问一个子集（例如偶数），我有哪些选择？我应该考虑使用或不使用 Ranges 库的其他方法吗？

取决于您将如何访问返回的数据和数据的类型，您可以考虑返回std::vector<T*>。

views 真的应该从头到尾查看。虽然您可以使用 views::drop 和 views::take 来限制单个元素，但它还没有提供下标运算符。

也会有计算上的差异。 vector 需要预先计算，其中 views 是在迭代时计算的。所以当你这样做时：

for(auto i : myObject.getEven())
{
    std::cout << i;
}

在后台，它基本上是在做：

for(auto i : myObject.vec)
{
    if(!(i % 2)) std::cout << i;
}

取决于数据量和计算的复杂性，views 可能会快很多，或者与vector 方法大致相同。此外，您可以轻松地在同一范围内应用多个过滤器，而无需多次迭代数据。

最后，您始终可以将view 存储在vector 中：

std::vector<int> vec2(evens.begin(), evens.end());

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所以我的建议是，如果您有 ranges 库，那么您应该使用它。

^{如果不是，则 vector<T>、vector<T*>、vector<index> 取决于 T 的大小和可复制性。}

Answer 3

如您所见here，范围就是您可以调用begin 和end 的东西。仅此而已。

例如，您可以使用begin(range)（它是一个迭代器）的结果来遍历range，使用++ 运算符来推进它。

总的来说，回顾我上面链接的概念，只要上下文代码只需要能够在其上调用begin 和end，就可以使用范围。

这是否可取或足够取决于您需要用它做什么。显然，如果您的意图是将evens 传递给一个需要std::vector 的函数（例如，它是一个您无法更改的函数，并且它在我们正在谈论的实体上调用.push_back），您显然必须做出filter 的输出中的 std::vector，我将通过

auto evens = vec | ranges::views::filter(whatever) | ranges::to_vector;

但是如果你传递evens 的所有函数都是循环它，那么

return vec | ranges::views::filter(whatever);

没问题。

关于生命周期的考虑，视图对于值的范围就像指针对于指向的实体一样：如果后者被破坏，前者将悬空，并且不当使用它将是未定义的行为.这是一个错误的程序：

#include <iostream>
#include <range/v3/view/filter.hpp>
#include <string>

using namespace ranges;
using namespace ranges::views;

auto f() {
    // a local vector here
    std::vector<std::string> vec{"zero","one","two","three","four","five"};
    // return a view on the local vecotor
    return vec | filter([](auto){ return true; });
} // vec is gone ---> the view returned is dangling

int main()
{
    // the following throws std::bad_alloc for me
    for (auto i : f()) {
        std::cout << i << std::endl;
    }
}

Answer 4

您可以使用ranges::view_any 作为任何范围或范围组合的类型擦除机制。

ranges::any_view<int> getEvens() const
{
    return vec | ranges::views::filter([](int i) { return ! (i % 2); });
}

我在 STL 范围库中看不到任何等效项；如果可以，请编辑答案。