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std::ranges::ref_view 

C++20 引入的一个范围适配器，用于将一个范围包装成一个轻量级的视图，该视图持有对原始范围的引用。它允许你在不复制原始范围的情况下对其进行操作，适用于需要传递范围但不希望复制数据的场景。

基本概念

• 引用语义：ref_view 持有对原始范围的引用，因此它不会复制或拥有原始范围的数据。

• 轻量级：ref_view 本身只是一个包装器，开销非常小。

• 范围适配器：ref_view 是一个范围适配器，可以将任何满足 range 概念的类型转换为一个视图。

使用场景

• 当你需要传递一个范围但不希望复制数据时。

• 当你需要将非视图范围（如容器）转换为视图时。

示例 1 

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ranges>int main() {// 创建一个 vectorstd::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用 ref_view 包装 vectorstd::ranges::ref_view ref_vec = vec;// 使用 ref_view 进行范围操作for (int i : ref_vec | std::views::filter([](int x) { return x % 2 == 0; })) {std::cout << i << " ";  // 输出偶数}return 0;
}

解释

1. 创建 ref_view：

   • std::ranges::ref_view ref_vec = vec; 将 vec 包装成一个 ref_view。

   • ref_vec 现在持有对 vec 的引用，而不是复制 vec 的内容。

2. 范围操作：

   • ref_vec | std::views::filter(...) 对 ref_vec 进行过滤操作，只保留偶数。

   • 由于 ref_view 是一个视图，操作是惰性的，只有在遍历时才会实际执行。

3. 输出结果：

   • 程序输出 2 4，即 vec 中的偶数。

示例 2

#include <iostream>
#include <ranges>int main()
{const std::string s{"cosmos"};const std::ranges::take_view tv{s, 3};const std::ranges::ref_view rv{tv};std::cout<< std::boolalpha<< "call empty() : " << rv.empty() << '\n'<< "call size()  : " << rv.size() << '\n'<< "call begin() : " << *rv.begin() << '\n'<< "call end()   : " << *(rv.end() - 1) << '\n'<< "call data()  : " << rv.data() << '\n'<< "call base()  : " << rv.base().size() << '\n' // ~> tv.size()<< "range-for    : ";for (const auto c : rv)std::cout << c;std::cout << '\n';
}

Output:

call empty() : false
call size()  : 3
call begin() : c
call end()   : s
call data()  : cosmos
call base()  : 3
range-for    : cos

注意事项

• 生命周期：ref_view 只是持有对原始范围的引用，因此必须确保原始范围在 ref_view 使用时仍然有效。

• 不可复制：ref_view 本身是不可复制的，因为它持有对原始范围的引用。

总结

std::ranges::ref_view 是一个非常有用的工具，特别是在需要传递范围但不希望复制数据的情况下。它通过引用语义提供了一种轻量级的方式来操作范围，同时保持了代码的简洁性和效率。

 

std::ranges::owning_view 

C++20 引入的一个范围适配器，用于持有并管理一个范围的所有权。与 ref_view 不同，owning_view 拥有底层范围对象，适用于需要延长临时范围生命周期的场景，避免悬垂引用。以下是详细说明及示例：

---

核心特性

1. 所有权语义
   owning_view 通过移动或复制构造，完全拥有底层范围对象。当 owning_view 被销毁时，其管理的范围对象也会被销毁。

2. 生命周期管理
   适用于包装临时范围（如函数返回的右值），确保其在视图生命周期内有效。

3. 轻量级包装
   本身不复制数据，仅通过移动或复制管理原始范围的所有权。

---

使用场景

• 需要持有临时生成的范围（如函数返回的容器）。

• 避免悬垂引用，确保底层数据的生命周期与视图一致。

---

示例 1

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ranges>// 返回临时 vector 的函数
auto get_data() {return std::vector{1, 2, 3, 4, 5};
}int main() {// 包装临时范围：转移所有权到 owning_viewauto ov = std::ranges::owning_view(get_data());// 操作视图：过滤偶数auto even = ov | std::views::filter([](int x) { return x % 2 == 0; });for (int x : even) {std::cout << x << " ";  // 输出 2 4}return 0;
}

关键点解析

1. 构造 owning_view

   • 通过右值构造（如临时对象或 std::move 后的左值）：

     std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
     auto ov = std::ranges::owning_view(std::move(vec));  // vec 被转移，不再可用

2. 生命周期安全
   owning_view 持有原始范围的所有权，即使原始范围是临时对象，其生命周期也会延长至视图销毁。

3. 与 ref_view 对比

   • ref_view 仅持有引用，不管理生命周期：

     // 危险！临时对象会立即销毁，导致悬垂引用
     auto rv = std::ranges::ref_view(get_data());

   • owning_view 安全持有临时对象的所有权。

示例 2

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <string>int main()
{using namespace std::literals;std::ranges::owning_view ov{"cosmos"s}; // the deduced type of R is std::string;// `ov` is the only owner of this stringassert(ov.empty() == false &&ov.size() == 6 &&ov.size() == ov.base().size() &&ov.front() == 'c' &&ov.front() == *ov.begin() &&ov.back() == 's' &&ov.back() == *(ov.end() - 1) &&ov.data() == ov.base());std::cout << "sizeof(ov): " << sizeof ov << '\n' // typically equal to sizeof(R)<< "range-for: ";for (const char ch : ov)std::cout << ch;std::cout << '\n';std::ranges::owning_view<std::string> ov2;assert(ov2.empty());
//  ov2 = ov; // compile-time error: copy assignment operator is deletedov2 = std::move(ov); // OKassert(ov2.size() == 6);
}

Possible output:

sizeof(ov): 32
range-for: cosmos

注意事项

• 仅接受右值
  构造时必须传入右值（如临时对象或显式移动的左值），否则编译失败。

• 不可复制
  由于所有权唯一，owning_view 不可复制，但可以移动：

  cpp

  复制

  auto ov2 = std::move(ov);  // 合法，所有权转移

---

与 views::all 的关系

views::all 根据输入范围类型自动选择 ref_view（左值）或 owning_view（右值）：

cpp

复制

auto v1 = std::views::all(vec);       // ref_view（左值）
auto v2 = std::views::all(get_data()); // owning_view（右值）

---

总结

std::ranges::owning_view 提供了一种安全持有范围所有权的方式，尤其适用于管理临时对象的生命周期。通过所有权语义，避免了悬垂引用问题，是处理右值范围时的理想选择。

std::ranges::views::all 

C++20 Ranges 库中的一个工具，用于将任何范围（如容器、数组等）适配为一个视图，确保其可以与其他范围适配器组合使用。它根据输入范围的值类别（左值或右值）选择适当的视图类型，以安全地管理生命周期。

作用详解

1. 适配为视图：将输入范围转换为视图，使其支持惰性求值和管道操作。

2. 生命周期管理：

   • 对左值范围，生成 ref_view，持有原范围的引用（需确保原范围的生命周期长于视图）。

   • 对右值范围，生成 owning_view，拥有范围的所有权（避免悬垂引用）。

3. 隐式转换：在管道操作中，非视图范围会自动调用 views::all，但显式使用可增强代码清晰度。

示例代码

示例 1：左值范围生成引用视图

#include <vector>
#include <ranges>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};auto view = std::views::all(vec); // ref_view，引用vecfor (int i : view) {std::cout << i << ' '; // 输出：1 2 3 4 5}// vec 必须在此处存活
}

 示例 2：右值范围生成拥有视图

#include <vector>
#include <ranges>
#include <iostream>int main() {auto view = std::views::all(std::vector{1, 2, 3}); // owning_view，拥有临时对象for (int i : view) {std::cout << i << ' '; // 输出：1 2 3}
}

示例 3：与其他适配器组合

#include <vector>
#include <ranges>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};auto even = [](int i) { return i % 2 == 0; };auto square = [](int i) { return i * i; };// 组合操作：过滤偶数 -> 平方auto result = vec | std::views::filter(even) | std::views::transform(square);for (int i : result) {std::cout << i << ' '; // 输出：4 16}
}

示例 4：显式转换以存储视图