std::ranges::iota
std::ranges::iota_view 和 std::views::iota 是 C++23 Ranges 库中的一部分，用于生成一系列递增的值，类似 Python 的 range() 或传统的 for 循环生成器。
一 原形
| Defined in header | ||
| Call signature | ||
| template< std::input_or_output_iterator O, std::sentinel_for<O> S, std::weakly_incrementable T > | (1) | (since C++23) |
| template< std::weakly_incrementable T, ranges::output_range<const T&> R > constexpr iota_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, T> iota( R&& r, T value ); | (2) | (since C++23) |
| Helper types | ||
| template< class O, class T > | (3) | (since C++23) |
Fills the range [first, last) with sequentially increasing values, starting with value and repetitively evaluating ++value.
Equivalent operation:
*(first) = value; *(first + 1) = ++value; *(first + 2) = ++value; *(first + 3) = ++value; ...
Parameters
| first, last | - | the iterator-sentinel pair defining the range of elements to fill with sequentially increasing values starting with value |
| value | - | initial value to store; the expression ++value must be well-formed |
Return value
{last, value + ranges::distance(first, last)}
Complexity
Exactly last - first increments and assignments.
二、用途
std::views::iota(start)
生成从 start 开始的 无限递增序列
std::views::iota(start, stop)
生成从 start 开始，到 不包括 stop 的 有限递增序列
✅ 三、示例用法
示例 1：生成有限整数序列
#include <ranges>
#include <iostream>int main()
{for (int i : std::views::iota(0, 5)) {std::cout << i << ' ';}std::cout << '\n';
}
输出:
0 1 2 3 4
示例 2：无限序列 + 截断
#include <ranges>
#include <iostream>int main()
{auto infinite = std::views::iota(10); // 无限递增从10开始for (int i : infinite | std::views::take(5)) {std::cout << i << ' ';}std::cout << '\n';
}
输出：
10 11 12 13 14
示例 3：与自定义类型（如枚举或结构体）一起使用
你可以使用 std::views::iota 生成 enum, char, 或 std::chrono::time_point 等递增类型：
#include <ranges>
#include <iostream>struct Test
{int value;static constexpr int min = 0;static constexpr int max = 3;// 构造函数constexpr Test(int v = min) : value(v) {}// operator++ (前置递增)Test& operator++() {if (value < max) {++value;}return *this;}// 比较运算符friend constexpr bool operator==(Test lhs, Test rhs) {return lhs.value == rhs.value;}friend constexpr bool operator!=(Test lhs, Test rhs) {return !(lhs == rhs);}friend constexpr bool operator<(Test lhs, Test rhs) {return lhs.value < rhs.value;}
};int main()
{for (Test c : std::views::iota(Test::min, Test::max)) {std::cout << c.value << ' ';}
}要求类型支持 operator++（即满足 std::weakly_incrementable）。
四、特性总结
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 惰性生成 | 元素按需生成，不占用内存 |
| 无限或有限序列 | 可以无限增长，也可以指定边界 |
| 类型支持 | 任何可自增类型，如整数、枚举、时间点 |
常与 views::take 配合 | 限制无限序列长度 |
| 范围特性 | 支持 forward range，支持迭代算法 |
五、组合使用案例
生成带序号的字符串：
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <string>int main()
{auto greetings = std::views::iota(1)| std::views::take(3)| std::views::transform([](int i) {return "Hello " + std::to_string(i);});for (auto&& s : greetings) {std::cout << s << '\n';}
}
输出：
Hello 1
Hello 2
Hello 3
常见误区
| 错误用法 | 正确方式 |
|---|---|
iota(0, n + 1.5) (混类型) | 确保起始和终止类型一致 |
iota(begin, end) 忘记终止值 | 无限序列需要 take 来终止 |
用于不支持 ++ 的类型 | 类型需支持自增（++） |
🧾 总结表
| 形式 | 描述 |
|---|---|
std::views::iota(5) | 无限递增从 5 开始 |
std::views::iota(5, 10) | 有限递增：5 到 9 |
iota_view<char>('a', 'z'+1) | 生成 a~z 字符 |
views::iota(tp1, tp2) | 生成时间点 range（C++20） |