为什么 std::for_each 迭代器需要一个可复制构造的迭代器

Question

我注意到 std::for_each 需要它的迭代器来满足 InputIterator 的要求，而 InputIterator 又需要 Iterator 然后是 Copy{Contructable,Assignable}。

这不是唯一的，std::for_each 实际上使用了复制构造函数 (cc)（就我的配置而言不是赋值）。即从迭代器中删除 cc 会导致：

error: use of deleted function ‘some_iterator::some_iterator(const some_iterator&)’

为什么 std::for_each 需要抄送？我发现这特别不方便，因为我创建了一个迭代器，它递归地遍历文件夹中的文件，跟踪队列中的文件和文件夹。这意味着迭代器有一个队列数据成员，如果使用 cc，也必须复制该成员：这是不必要的低效。

奇怪的是在这个简单的例子中没有调用cc：

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>


class infinite_5_iterator
:
public std::iterator<std::input_iterator_tag, int>
{
public:
  infinite_5_iterator() = default;
  infinite_5_iterator(infinite_5_iterator const &) {std::cout << "copy constr "; }

  infinite_5_iterator &operator=(infinite_5_iterator const &) = delete;


  int operator*() { return 5; }
  infinite_5_iterator &operator++() { return *this; }
  bool operator==(infinite_5_iterator const &) const { return false; }
  bool operator!=(infinite_5_iterator const &) const { return true; }
};

int main() {
  std::for_each(infinite_5_iterator(), infinite_5_iterator(),
    [](int v) {
      std::cout << v << ' ';
    }
  );
}

来源：http://ideone.com/YVHph8

但是需要编译时间。为什么 std::for_each 需要复制构造迭代器，什么时候完成？这不是非常低效吗？

注意：我说的是迭代器的 cc，而不是它的元素，就像这里所做的那样：unexpected copies with foreach over a map

编辑：请注意，该标准根本没有说明复制构造函数被调用，它只是表达了 f 被调用的次数。那么我可以假设根本没有调用 cc 吗？为什么没有指定使用operator++和operator*和cc，而使用f是？

Answer 1

您只是成为几十年来逐渐演变的规范的牺牲品。 InputIterator 的概念早在移动类型或可移动类型的概念被构思出来之前很久就发明了。

事后看来，我很想声明InputIterator 不需要是可复制的。这将与它的单通道行为完美结合。但我也担心这样的更改会产生压倒性的向后兼容性问题。

除了标准中规定的有缺陷的迭代器概念外，大约十年前，为了提供帮助，gcc std::lib (libstdc++) 开始将“概念”强加于 InputIterator 之类的东西标准算法。 IE。因为标准说：

要求： InputIterator 应满足输入迭代器 (24.2.3) 的要求。

然后“概念检查”被插入到标准算法中，要求InputIterator 满足输入迭代器的所有要求无论算法是否实际使用了所有这些要求。在这种情况下，是概念检查，而不是实际算法，要求您的迭代器为 CopyConstructible。

如果您编写自己的 for_each 算法，则无需将迭代器设为 CopyConstructible 或 CopyAssignable（如果提供了右值迭代器参数）就很简单：

template <class InputIterator, class Function>
inline
Function
for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function f)
{
    for (; first != last; ++first)
        f(*first);
    return f;
}

对于您的用例，我建议您这样做，或者只是编写自己的循环。