为什么 views::reverse 不适用于 iota_view<int64_t, int64_t>

Question

我有 following C++ program，但由于某些原因我不能使用 int64_t 作为模板参数。

#include <iostream>
#include <ranges>

template<typename T> 
void fn() {
    for (auto val : std::ranges::iota_view{T{1701}, T{8473}} 
                  | std::views::reverse
                  | std::views::take(5))
    {
        std::cout << val << std::endl;
    }

}

int main()
{
    fn<int16_t>();
    fn<int32_t>();
    // does not compile:
    // fn<int64_t>();
}

这是预期的（我做错了什么），还是 compiler/std 库中的一些不幸错误？

注意：当我删除 std::views::reverse 代码时，也会为 int64_t 编译。

Answer 1

这是一个 libstdc++ 错误，已提交 100639。

iota 是一个非常复杂的范围。特别是，我们需要选择一个 difference_type ，它对于我们正在递增的类型来说足够宽，以避免溢出（另请参见 P1522). As a result, we have in [range.iota]:

Let IOTA-DIFF-T(W) be defined as follows:

[...]

Otherwise, IOTA-DIFF-T(W) is a signed integer type of width greater than the width of W if such a type exists.

Otherwise, IOTA-DIFF-T(W) is an unspecified signed-integer-like type ([iterator.concept.winc]) of width not less than the width of W.

[Note 1: It is unspecified whether this type satisfies weakly_incrementable. — end note]

对于iota_view<int64_t, int64_t>，我们的差异类型是__int128（一个足够宽的有符号整数类型）。在 gcc 上，signed_integral<__int128> 在符合模式 (-std=c++20) 下编译时为 false，在扩展 (-std=gnu++20) 下为 true。

现在，在 libstdc++ 中，reverse_view 是 implemented as:

template<typename _Iterator>
class reverse_iterator
  : public iterator<typename iterator_traits<_Iterator>::iterator_category,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::value_type,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::difference_type,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::pointer,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::reference>
{
  // ...
  typedef typename __traits_type::reference reference;
  // ...
  _GLIBCXX17_CONSTEXPR reference operator*() const;
  // ...
};

这不是 reverse_iterator 的指定方式。 [reverse.iterator] 将 reference 类型定义为：

using reference = iter_reference_t<Iterator>;

不同的是，后者只是表示*it的类型，而前者实际上是通过iterator_traits并试图确定reference是什么意思，如果It::reference不作为一种类型存在。该决定在 [iterator.traits]:

中指定

Otherwise, if I satisfies the exposition-only concept cpp17-input-iterator, iterator_traits has the following publicly accessible members: [...]

其中 reference 如果存在则为 I::reference，如果不存在则为 iter_reference_t。那个貌似是一样的，不过要先满足cpp17-input-iterator。 cpp17-input-iterator 要求，除其他外：

template<class I>
concept cpp17-input-iterator =
  cpp17-iterator<I> && equality_comparable<I> && requires(I i) {
    // ...
    requires signed_integral<typename incrementable_traits<I>::difference_type>;
  };

所以基本上，当且仅当 signed_integral<__int128> 成立时，iterator_t<iota_view<int64_t, int64_t>> 满足 cpp17-input-iterator，这只有在我们在 -std=gnu++20.[=58= 中编译时才是正确的]

但我们不需要满足这个要求，因为 reverse_iterator 应该直接使用 iter_reference_t 而不是通过 iterator_traits，这需要检查 signed_integral<__int128>.

为什么 views::reverse 不适用于 iota_view<int64_t, int64_t>

Why does views::reverse not work with iota_view<int64_t, int64_t>

c++

c++20

std-ranges