如何将 istream_view 收集到容器中？

Question

我试图为 c++20 的 ranges 的扩展实现一个通用的缩减操作，它将任何 range 的元素收集到给定的容器中。为此，我首先创建了一个用于提取 template template 参数的虚拟类型，并提供了 operator| 用于将 range 与其组合：

template <template <typename> typename T>
struct to_fn { };

template <template <typename> typename T>
inline constexpr detail::functors::to_fn<T> to;

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
}

测试如下：

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto set = vec | to<std::set>;
    static_assert(std::same_as<decltype(set), std::set<int>>);
    assert(equal(vec, set));
}

代码顺利完成执行。

但是，代码在与 std::ranges::istream_view:

一起使用时编译失败

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::ifstream input_file("input.txt");
    auto vec = istream_view<int>(input_file) | to<std::vector>;
}

此 编译失败 并出现大量错误，其中，在我看来，重要的错误是：

note:   deduced conflicting types for parameter '_InputIterator' ('std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator' and 'std::default_sentinel_t')
122 |   return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
    |          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这对我来说很有意义。容器要求用于通过采用其中两个的构造函数构造它们的迭代器是相同类型。

但这很好 - 这就是 std::ranges::views::common_view 的创建目的。所以我尝试将 operator| 修改为：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    auto common = rng | std::ranges::views::common;
    return T(std::ranges::begin(common), std::ranges::end(common));
}

再次，编译失败，错误较少，我认为其中最相关的是：

note: the expression 'is_constructible_v<_Tp, _Args ...> [with _Tp = std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >; _Args = {std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >&}]' evaluated to 'false'
139 |       = destructible<_Tp> && is_constructible_v<_Tp, _Args...>;
    |                              ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我不太明白这个错误的意思，但我想这意味着 istream_view 不能被复制构造。对我来说有点道理。

但我真的希望我能拥有这个通用的 to “仿函数”。当我们推断我们正在处理一个 输入范围¹.

所以我尝试了这个：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    using namespace std::ranges;
    using range_t = decltype(rng);
    const bool input_range = std::is_same_v<
            iterator_t<range_t>::iterator_category,
            std::input_iterator_tag>;
    if constexpr(input_range) {
        auto container = T<range_value_t<range_t>>();
        for (auto&& element : rng) {
            container.generic_add(element); // ???
        }
        return container;
    } else {
        auto common = rng | views::common;
        return T(begin(common), end(common));
    }
}

然后告诉我，除其他外，那是：

error: 'iterator_category' is not a member of 'std::ranges::iterator_t<std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >&&>'
125 |             iterator_t<range_t>::iterator_category,
    |                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~

这不是唯一的问题。还存在向任何容器一般添加元素的问题。据我所知，采用 range 的构造函数是向容器添加元素的唯一通用方式和好方式。

我觉得必须有一种正确且更简单的方法来做我想做的事情。如果 to 也适用于非模板，则加分，即我不仅可以 to<std::vector>，而且 to<std::string>。在第一种情况下，它将推导元素并创建所需的 std::vector 实例，但在第二种情况下，它将获取所有元素并用这些元素初始化一个 std::string。我怎样才能使这项工作？

¹ 这假设实际问题在于我们使用的是输入范围。我不确定是否是这样。如果有人能指出我推理中可能存在的错误，我会很高兴。

Answer 1

对于 c++23, ranges::to (P1206R7) 将正确处理 move-only 次观看。

This assumes that the actual problem lies in the fact that we are using input range.

问题不在于它是输入范围，问题在于 std::ranges::istream_view<int> 及其迭代器类型是 move-only.

在 C++17 中，所有迭代器都必须是可复制的。该限制在 C++20 中放宽了，我们现在可以拥有 move-only 迭代器和 move-only 视图。但是代码必须更改以支持 - std::vector 的 iterator-pair 构造函数仍然基于 C++17 迭代器模型，它会复制迭代器，因此它不适用于 std::ranges::istream_view<int>::iterator .

common_view 的要点是采用一个 C++20 范围，一个具有不同于其迭代器类型的哨兵类型的范围，并通过生成以下内容使其适应 C++17 算法迭代器和哨兵的类型相同。但这里的重点是使用 C++17 算法，因此它必须遵守 C++17 迭代器要求。这些要求包括可复制性，因此 common_view 声明为，来自 [range.common.view]:

namespace std::ranges {
  template<view V>
    requires (!common_range<V> && copyable<iterator_t<V>>)
  class common_view : public view_interface<common_view<V>> {

这就是为什么 rng | views::common 不为你编译，common 需要可复制性（在 iterator/sentinel 类型不同的情况下，就像他们在这里所做的那样）而你不需要有那个（你也应该转发 rng，因为即使 views::common 不直接要求可复制性，你所做的实际上是复制它，所以会单独失败）。

确实没有办法调整 std::ranges::istream_view<int> 以便您可以使用 vector<int> 的 iterator-pair 构造函数。我们需要以某种方式更改 vector 以允许此构造工作（现在肯定对您没有帮助），或者您必须通过执行以下操作来处理这种情况：

std::vector<int> v;
for (int e : rng) {
    v.push_back(e);
}
return v;

虽然对于 std::set 的情况看起来必须像 s.insert(e)。

如何将 istream_view 收集到容器中？

How can I collect an istream_view into a container?

c++

containers

c++20

std-ranges

istream-view