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std::ranges::views::reverse, std::ranges::reverse_view

news 2025/10/31 15:49:08

std::ranges::views::reverse, std::ranges::reverse_view

C++20 中用于反转范围元素的工具

核心概念

功能：将输入范围的元素按逆序呈现。
适用场景：需要逆序遍历或处理范围时（如反向搜索、逆序输出）。
惰性求值：不会实际修改底层数据，仅在访问时动态反转顺序。

std::ranges::reverse_view

要求：
- 输入范围必须是双向范围（即支持 ranges::begin 和 ranges::end 返回双向迭代器）。

示例 1：基本用法

#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() 
{
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::ranges::reverse_view reversed_view{vec};

    for (int x : reversed_view) 
    {
        std::cout << x << " "; // 输出：5 4 3 2 1
    }
}

示例 2：组合其他视图

#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() 
{
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto even = vec | std::views::filter([](int x) { return x % 2 == 0; });
    auto reversed_even = even | std::views::reverse;

    for (int x : reversed_even) 
    {
        std::cout << x << " "; // 输出：4 2
    }
}

std::ranges::views::reverse

定义：范围适配器对象，可通过管道操作符 | 简化 reverse_view 的创建。
等效操作：views::reverse(r) 等价于 reverse_view<decltype(r)>{r}。

示例 3：使用管道操作符

#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() 
{
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto reversed = vec | std::views::reverse;

    for (int x : reversed)
    {
        std::cout << x << " "; // 输出：5 4 3 2 1
    }
}

注意事项

双向迭代器要求：输入范围必须提供双向迭代器（如 std::vector、std::list 支持，但 std::forward_list 不支持）。
性能：反转操作的时间复杂度为 O(1)，实际遍历时通过反向移动迭代器实现。
数据所有权：reverse_view 不拥有底层数据，需确保原始数据的生命周期足够长。

与 `std::reverse` 的区别

| 特性 | std::ranges::reverse_view | std::reverse |

修改数据 | 否（仅视图）是（直接修改容器）

时间复杂度 | O(1)（惰性求值） O(N)（实际反转元素）

适用场景 | 需要临时逆序访问需要永久反转数据

示例 4：与 `std::reverse` 对比

#include <algorithm>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用 reverse_view（不修改原数据）
    auto reversed_view = vec | std::views::reverse;
    std::cout << "Original: ";
    for (int x : vec) std::cout << x << " "; // 输出：1 2 3 4 5

    // 使用 std::reverse（修改原数据）
    std::reverse(vec.begin(), vec.end());
    std::cout << "\nAfter std::reverse: ";
    for (int x : vec) std::cout << x << " "; // 输出：5 4 3 2 1
}