29 | Ranges：无迭代器的迭代和更方便的组合

吴咏炜

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该思维导图由 AI 生成，仅供参考

你好，我是吴咏炜。
今天，我们继续上一讲开始的话题，讨论 ranges（范围）。
Ranges 简介像下面这样的代码：
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
int main()
{
  using namespace std;
  int a[] = {1, 7, 3, 6,
             5, 2, 4, 8};
  copy(begin(a), end(a),
       ostream_iterator<int>(
         std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  sort(begin(a), end(a));
  copy(begin(a), end(a),
       ostream_iterator<int>(
         std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
}
你应该已经见到过好多次了。有没有觉得这个代码有点重复、有点无聊呢？尤其是里面的 begin 和 end？
很多人都留意到了迭代器虽然灵活，但不是一个足够高级的抽象——尤其是我们已经对 C 数组都可以进行基于“范围”的循环之后。如果我们把数组看作一个抽象的“范围”，我们就可以得到下面的代码：
#include <experimental/ranges/algorithm>
#include <experimental/ranges/iterator>
#include <iostream>
int main()
{
  using namespace std::
    experimental::ranges;
  int a[] = {1, 7, 3, 6,
             5, 2, 4, 8};
  copy(a, ostream_iterator<int>(
            std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  sort(a);
  copy(a, ostream_iterator<int>(
            std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
}

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解释
总结

C++20引入了ranges库，为迭代和组合提供更便捷的方式，使代码更简洁高效。文章首先展示了传统迭代器的使用方式，然后介绍了ranges库的基本用法，重点介绍了视图的概念以及反转、过滤和组合操作的使用方法。此外，还介绍了ranges库中的一些概念，如range、view、common_range、sized_range等，并解释了它们的定义和用法。文章还介绍了Sentinel的概念，并通过示例代码展示了如何使用Sentinel来定义特定的结束条件。作者还讨论了ranges的抽象和性能，以及ranges命名空间的内容。文章最后提到了对ranges的批评和未来发展方向。总的来说，本文通过清晰的示例代码和概念解释，使读者能够快速了解C++中ranges库的基本特点和用法，以及对其批评和未来发展的展望。

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pedro
老师能讲一讲关于c++内存安全相关的编码规范和技巧吗，我觉得这个或许才是很多同学的刚需
作者回复: 这个我没想到很简单的讲法。不过，真要从简的话，最基本的要求就是，不要用 new，不要用裸指针：使用智能指针来代替。此外，在用到视图的时候，包括 ranges 里的视图和更简单的情况如 string_view，要确保使用视图时视图使用的对象一直存在，没有被意外销毁。视图不管理内存。
2020-02-07

5
Geek_a16bbc
template bool operator!=(I i, null_sentinel) { return *i != 0;} 可以請老師說明一下null_sentinel在這邊的作用嗎？function body並沒有用到null_sentinel, null sentinel只出現在input parameter上。
作者回复: 循环展开后，会有相当于下面的表达式： auto it = argv[1]; auto end = null_sentinel(); while (it != end) { … ++it; } 这样不就用上上面的 operator!= 了？
2020-10-13

3
三味
emmmmmmm... 最后提到的这篇文章，我之前看到过，印象最深刻的一句话就是，没有C++博士学位还想写C++？最近的未来篇三篇我基本上都是走马观花的在看。。对我个人来说，感觉收益和学习成本比值有点小，根据以往经验，C++20要想全面开花，还有好几年的路要走。。感觉C++11也是到了C++14才算是稳定点。。至少给我的感觉，直到C++17都是在对C++11进行修补。所以，这三讲一年后我再回来好好学习吧！本来我的主业是图形
作者回复: 看这些内容对你潜在是否有用吧。（我不是博士，也不喜欢太烧脑的代码。）个人认为概念很重要，可能会改变大家对 C++ 的写法。协程对异步处理很重要，看你是不是需要了。范围是个好玩的东西，但如果对它不感冒，放一放关系也不大。另外，那篇文章的作者的措辞是“像我们一样的没有C++博士学位的凡人”，哈哈。而且，他也说“‘coroutines’方法更清晰”。出于好奇，我又去查了下 Eric Niebler 的简历，结果发现他也不是博士。他甚至不是计算机系毕业的（而是机械工程）。但他在 C++ 上浸淫的时间就长了（96 年毕业直接去了微软 Visual C++ 组），而且他还喜欢函数式编程。他认为容易的东西，别人理解有困难，也不算很不正常了。
2020-02-11

3
Sochooligan
一、看得云里雾里地，好的方面是所有例子都运行了。二、发现两处分心的地方：（1）我们可以在输出 r 之前插入下面这行：我们可以在输出 r 之前（15行之后，16行之前）插入下面这行：（2）除了 view，vector 满足所有的 range 概念。 vector 满足除view外所有的 range 概念。三、我的环境是 macOS+vscode+gcc9.2.0_3(Target: x86_64-apple-darwin19) +gdb8.3
作者回复: 多看两遍。ranges 和 concepts 对于一般的开发者来说应当是很新的东西，我自己也学习了很多遍，踩了很多坑。二(1) 加行号说明是个好主意，我改一下吧。二(2) 两可之间的，就不动了。
2020-02-08

2
皮皮侠
我大概能理解Bjarne Stroustrup最喜欢的C++特性为何有concepts:在高度统一的抽象中去繁就简。也在网上看了些对C++20中Ranges的反对意见，但我看到很多游戏开发者倒很喜欢这些新功能，感觉大多容器都能用ranges；）听老师读的那段，真是激情澎湃，魅力四射！
作者回复: 哈哈😇
2020-03-02

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