为什么从采用std :: ranges :: output_range的算法返回std :: ranges :: safe_iterator_t而不是std :: ranges :: safe_subrange_t

Question

我正在编写一种算法，该算法将一些数据写入提供的输出范围（问题的初始文本包括具体内容，并将注释中的讨论变成错误的方向）。 我希望它在API中与标准库中的其他范围算法尽可能接近。

我查看了std::ranges::output_range实例的最新草案，发现只有2种算法：

• std :: ranges :: fill
• std :: ranges :: generate

它们都返回std::ranges::safe_iterator_t 。 我认为返回std::ranges::safe_subrange_t相反是合乎逻辑的。 即使您写入输出流，在这种情况下，您仍然可以返回迭代器-前哨对，并将该范围向下传递。

我找到了P0970 ，它看起来像稍后添加了std::ranges::safe_subrange_t 。 也许算法根本没有更新？ 还是有其他原因？

Answer 1

范围设计中是否存在safe_iterator_t可以归结为两点：

1. 某些算法会将迭代器返回到传递到算法的范围中，并且
2. 有些范围的迭代器超出了其范围的寿命，而有些则没有。

对于（2），示例可能是std::string_view 。 即使将string_view对象本身销毁后，仍可以使用进入字符串视图的迭代器。 这是因为string_view只是引用内存中其他位置的元素，而string_view对象本身不包含任何额外的状态。 反例将是任何一个容器。 例如， std::vector ，拥有其元素，以及C ++ 20的std::ranges命名空间中的许多视图，其中大多数包含附加状态（例如， views::filter的谓词）。

结合上面的两个项目符号，现在考虑像find （简化）这样的函数：

template <input_range R, class T>
  requires ...
safe_iterator_t<R> find(R && rg, const T & val);

该函数将迭代器返回到rg范围内，但是如果rg是一个右值，则该函数返回时可能会被删除。 这意味着返回的迭代器几乎可以确定是悬空的。

safe_iterator_t检查R是否是迭代器可以安全地超出范围的那些特殊范围类型之一。 如果是这样，您只需将迭代器取回来，就不会大惊小怪。 如果不是，则此函数返回一个名为std::ranges::dangling的特殊类型的空对象。 这是为了提示您以下事实：您需要在这里更深入地考虑生命。

采取输出范围的算法（例如ranges::fill和ranges::generate逻辑相同。

那么，为什么不返回safe_subrange_t而不是safe_iterator_t呢？ 这会使算法与其他算法完美组合吗？

它会！ 但是它将返回到他们已经拥有的呼叫者信息。 即，范围末端的位置。 在算法中，我们避免做不必要的工作以使它们尽可能高效。 给定ABI和调用约定，返回指针（例如，找到的位置）比返回包含两个指针（例如，找到的位置和范围的结尾）的结构更有效。

相反，我们使用更高级别的视图（和动作，在range-v3中）来简洁地组成多个操作。