C++ 中的 split_view 和 lazy_split_view 有什么区别？

Question

我已阅读添加了 lazy_split_view 的最新草稿。

后来发现split_view改名为lazy_split_view，split_view更新了

libstdc++ 最近也通过使用 GCC Trunk 版本 https://godbolt.org/z/9qG5T9n5h

实现了这一点

我这里有一个简单的天真的程序，显示了两个视图的用法，但我看不出它们的区别：

#include <iostream>
#include <ranges>

int main(){

    std::string str { "one two three  four" };

    for (auto word : str | std::views::split(' ')) {
        for (char ch : word)
            std::cout << ch;
        std::cout << '.';
    }

    std::cout << '\n';

    for (auto word : str | std::views::lazy_split(' ')) {
        for (char ch : word)
            std::cout << ch;
        std::cout << '.';
    }

}

输出：

one.two.three..four.
one.two.three..four.

直到我注意到将 as std::span<const char> 用于两个视图时的差异。

第一个：std::views::split:

for (std::span<const char> word : str | std::views::split(' '))

编译器接受了我的代码。

而在第二个中：std::views::lazy_split

for (std::span<const char> word : str | std::views::lazy_split(' '))

抛出编译错误。

我知道这两者之间会有差异，但我无法轻易发现它们。这是 C++20 中的缺陷报告还是 C++23 中的新功能（有更改），还是两者都有？

Answer 1

我查看了相关论文（来自 Barry Revzin 的 P2210R2），split_view 已重命名为 lazy_split_view。新 split_view 的不同之处在于它为您提供了不同的结果类型，保留了源范围的类别。

例如，我们的字符串 str 是一个连续的范围，因此 split 将产生一个连续的子范围。以前它只会给你一个前进范围。如果您尝试执行多遍操作或获取底层存储的地址，这可能会很糟糕。

来自论文的例子：

std::string str = "1.2.3.4";
auto ints = str 
    | std::views::split('.')
    | std::views::transform([](auto v){
        int i = 0;
        std::from_chars(v.data(), v.data() + v.size(), i);
        return i;
    });

现在可以使用，但是

std::string str = "1.2.3.4";
auto ints = str 
    | std::views::lazy_split('.')
    | std::views::transform([](auto v){
        int i = 0;
        // v.data() doesn't exist
        std::from_chars(v.data(), v.data() + v.size(), i);
        return i;
    });

不会，因为范围 v 只是前向范围，不提供 data() 成员。

原答案

我的印象是split也一定很懒惰（毕竟懒惰是范围提案的卖点之一），所以我做了一点experiment:

struct CallCount{
    int i = 0;

    auto operator()(auto c) {
        i++;
        return c;
    }

    ~CallCount(){
        if (i > 0) // there are a lot of copies made when the range is constructed
            std::cout << "number of calls: " << i << "\n";
    }
};


int main() {
    
    std::string str = "1 3 5 7 9 1";

    std::cout << "split_view:\n";

    for (auto word : str | std::views::transform(CallCount{}) | std::views::split(' ') | std::views::take(2)) {
    }

    std::cout << "lazy_split_view:\n";

    for (auto word : str | std::views::transform(CallCount{}) | std::views::lazy_split(' ') | std::views::take(2)) {
    }    
}

此代码打印（注意 transform 对字符串中的每个字符进行操作）：

split_view:
number of calls: 6
lazy_split_view:
number of calls: 4

那么会发生什么？

确实，这两种观点都是偷懒的。但是他们的懒惰是有区别的。我放在split前面的transform就是统计调用了多少次。事实证明 split 急切地计算 next 项，而 lazy_split 一碰到 current[=63 之后的空白就停止=]项。

您可以看到字符串 str 由数字组成，这些数字也标记了它们的字符索引（从 1 开始）。在 str 中看到“3”后，take(2) 应该停止循环。事实上 lazy_split 停在 '3' 之后的空白处，但是 split 停在 '5' 之后的空白处。

这本质上意味着 split 急切地而不是懒惰地获取它的下一个项目。这种差异在大多数情况下可能无关紧要，但它会影响性能关键代码。

我不知道这是否是这个变化的原因（我没有读过这篇论文）。

C++ 中的 split_view 和 lazy_split_view 有什么区别？

What is the difference between the split_view and the lazy_split_view in C++?

c++

std-ranges

c++23

原答案