C++ 范围视图迭代器和运算符->

Question

如果我执行转换视图操作，我注意到视图迭代器不支持 operator->。所以在代码方面

void transform_view( )
{
    struct Z { int a; };

    std::ranges::single_view view { Z { 99 } };

    auto transform_view { std::ranges::views::transform( view, []( auto const& z ){ return Z { z.a + 10 }; } ) };

    // The operator-> does not compile here as there is none defined
    // auto transform_view_first_value { transform_view.begin( )->a };
}

这与 24.7.6.3 中的标准“符合预期”，它定义 range.transform.iterator 没有运算符->。

我觉得这有点令人惊讶，并试图理解为什么它没有。我无法在标准或各种网站上找到并概述通常对视图迭代器的期望，以及为什么特别是至少其中一些没有 operator-> 的原因。

有没有人知道答案或很好的信息来源？

Answer 1

简化，operator-> 的原型是：

T* operator->();

为了创建这个操作符，你必须能够返回一个指向 T 的指针，并且这个指针在你从操作符返回后必须是有效的。因此，迭代器必须为该指针存储一个临时对象并控制其生命周期。

这会产生一些问题：

• 假设迭代器的存储成本很低，但现在它们可能包含 T 的隐藏副本。
• 它违背了设计原理之一：ranges cannot own elements。
• 范围的设计准则之一是adaptors are lazy evaluated，因此在调用operator-> 时将创建对象。对运算符的每次调用都应销毁内部对象并返回一个新指针。如果我们决定将对象保留为缓存，我们必须在迭代器中添加更多逻辑来控制对象的生命周期和失效。

它还提出了一些标准必须回答的问题：谁拥有该对象？修改它是否安全？复制迭代器时会发生什么？移动迭代器时会发生什么？指针什么时候失效？

我认为没有添加operator-> 是因为它使实现更加困难，但它并没有增加任何改进：您可以使用operator* 来实现相同的行为。但是，这个操作符返回的是 T 的一个副本，所以对象的所有者和它的生命周期是明确的。