迭代容器或范围 - 常量问题

Question

我正在尝试编写一个模板函数，它将汇总某个集合的所有元素 - 指定为普通的 stl 容器，或者指定为 range-v3 的范围。 （实际的功能，如下图更通用一些）我认为这会起作用：

template <typename Range, typename Ret, typename Func>
std::pair<Ret, int> sum(const Range& range, Ret zero, Func extract) {
  using It = decltype(range.begin());
  Ret sum = zero;
  int numElements = 0;
  for (It it = range.begin(); it != range.end(); ++it) {
    sum += extract(*it);
    ++numElements;
  }
  return { sum, numElements };
}

这确实适用于 STL 元素，但不适用于范围。这给了我一个很长的错误：

<this file, at line 'using It'> error C2662: 'ranges::v3::basic_iterator<ranges::v3::adaptor_cursor<ranges::v3::basic_iterator<ranges::v3::adaptor_cursor<std::_Tree_const_iterator<std::_Tree_val<std::_Tree_simple_types<_Ty>>>,ranges::v3::iter_transform_view<Rng,ranges::v3::indirected<Fun>>::adaptor<false>>>,ranges::v3::remove_if_view<ranges::v3::transform_view<Rng,Fun>,ranges::v3::logical_negate_<EnemyGroup::stepUpdate::<lambda_c582fb1297dce111c4572cef649d86b9>>>::adaptor>> ranges::v3::view_facade<Derived,ranges::v3::finite>::begin<Derived,false,0x0>(void)': cannot convert 'this' pointer from 'const Range' to 'ranges::v3::view_facade<Derived,ranges::v3::finite> &'
note: Conversion loses qualifiers

本来以为是ranges-v3的vs2015分支的一些不足。没有多想，我只是快速解决了一个问题：

template <typename Range, typename Ret, typename Func>
std::pair<Ret, int> sum(const Range& range, Ret zero, Func extract) {
  using It = decltype(const_cast<Range*>(&range)->begin());
  Ret sum = zero;
  int numElements = 0;
  for (It it = const_cast<Range*>(&range)->begin(); it != const_cast<Range*>(&range)->end(); ++it) {
    //sum += extract(std::as_const(*it)); (does not work either, converts to void)
    sum += extract(*it);
    ++numElements;
  }
  return { sum, numElements };
}

但是随着最新的 MSVC 版本刚刚从预览中出来，现在正式支持范围的主分支。然而，上述错误仍然存​​在。

• 将范围的对象用作const& 是错误的做法吗？我知道这些对象是轻量级的并且很容易复制，但是使用 const 引用不应该受到伤害，或者？另一方面，如果传递了一个具体的 STL 容器，我需要将它作为 const& 传递
• 如果使用 const& 不正确，是否有一些简单的方法可以让函数同时使用容器和范围，而无需在调用站点编写任何内容（例如调用 view::all）

我正在使用 Visual Studio Community 2017，版本 15.9.3。请注意，在 15.9 之前，其 master 分支中的 range-v3 不受支持。

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既然你问我怎么称呼它。我的实际代码很复杂，但我将其简化为这个小例子：

#include <set>
#include <range/v3/view/filter.hpp>

template <typename Range, typename Ret, typename Func>
std::pair<Ret, int> sum(const Range& range, Ret zero, Func extract) {
  using It = decltype(range.begin());
  Ret sum = zero;
  int numElements = 0;
  for (It it = range.begin(); it != range.end(); ++it) {
    sum += extract(*it);
    ++numElements;
  }
  return { sum, numElements };
}

int main() {
  std::set<int*> units;
  auto [vsum, num] = sum(
    units | ranges::v3::view::filter([](const int* eu) { return *eu>0; }),
    0,
    [](const int* eu) { return *eu/2; }
  );
}

这给了我与上面相同的转换错误。

Answer 1

并非所有范围都是const-iterable。也就是说，有T 的范围类型const T 不是一个范围。 filter 是一个经典的例子：它需要缓存从 begin 返回的迭代器的值，以便将来的调用是 O(1)（参见 http://eel.is/c++draft/range.filter.view#6）。因此，begin 不能成为 const 成员函数而不违反标准库策略，即可以从多个线程调用 const 成员而不引入数据竞争。

因此，const Range& 不习惯接受一般的Range 参数，因为它接受“我不打算修改的容器”。我们建议采用 Range 参数的函数通过转发引用来接受它们。如果您将程序更改为：

#include <set>
#include <range/v3/view/filter.hpp>

template <typename Range, typename Ret, typename Func>
std::pair<Ret, int> sum(Range&& range, Ret zero, Func extract) { // Note "Range&&"
  Ret sum = zero;
  int numElements = 0;
  for (auto&& e : range) {
    sum += extract(e);
    ++numElements;
  }
  return { sum, numElements };
}

int main() {
  std::set<int*> units;
  auto [vsum, num] = sum(
    units | ranges::v3::view::filter([](const int* eu) { return *eu>0; }),
    0,
    [](const int* eu) { return *eu/2; }
  );
}

它将正确编译和运行。