視圖迭代器在視圖的生命周期之后是否有效？

Question

假設我有一個自定義容器 class 將數據存儲在 map 中：

class Container
{
  public:
    void add(int key, std::string value) { _data.emplace(key, std::move(value)); }

  private:
    std::map<int, std::string> _data;
};

我想提供一個接口來訪問 map 的值（不是鍵）。 范圍庫提供std::views::values給我一個地圖值的范圍：

auto values() { return std::views::values(_data); }

用法：

Container c;
c.add(1, "a");
c.add(3, "b");
c.add(2, "c");

for (auto &value : c.values())
    std::cout << value << " ";  // Prints "a c b"

但是因為我想把我的 class 當作一個容器，我想要begin()和end()迭代器。 我可以這樣做嗎？

auto begin() { return std::ranges::begin(values()); }
auto end() { return std::ranges::end(values()); }

在這里，我調用values()來獲取地圖值的范圍，並將迭代器獲取到范圍的開頭（或哨兵結束迭代器）。 但范圍本身超出 scope 並被破壞。 迭代器本身是否仍然有效？

從這個例子中，似乎迭代器是有效的。 但是標准是否保證了這一點，無論是針對std::views:values還是針對一般視圖？

Answer 1

視圖迭代器在視圖的生命周期之后是否有效？

這里的屬性稱為借用范圍。 如果一個范圍是一個借用范圍，那么即使一個范圍被破壞，它的迭代器仍然有效。 R& ，如果R是一個范圍，是最簡單的借用范圍 - 因為它不是迭代器將被綁定到的引用的生命周期。 還有其他幾個熟悉的借用范圍——比如span和string_view 。

有條件借用了一些范圍適配器（ P2017 ）。 也就是說，他們不會在他們正在適應的范圍之上添加任何額外的 state - 因此，如果基礎范圍是（或基礎范圍是），則可以借用適應的范圍。 例如，只要借用r ，就會借用views::reverse(r) 。 但是views::split(r, pat)不是有條件地借用的——因為模式存儲在適配器本身而不是迭代器中（假設它也可以存儲在迭代器中，但要付出代價）。

views::values(r)就是一個例子：當r被借用時，它就是一個借用范圍。 而且，在您的示例中，基礎范圍是ref_view ，它本身總是被借來的（與R&總是被借用的原理相同）。

注意這里：

auto begin() { return std::ranges::begin(values()); }
auto end() { return std::ranges::end(values()); }

將右值范圍傳遞給ranges::begin僅在借用范圍時才有效。 那是[range.access.begin]/2.1 ：

如果E是右值並且enable_borrowed_range<remove_cv_t<T>>為false ，則ranges::begin(E)格式錯誤。

所以因為你的原始代碼編譯過，你可以確定它是有效的。

Answer 2

C++20 標准承認范圍類型的概念，其迭代器可以比該范圍類型的特定 object 壽命更長。 這稱為“借用范圍”。 該標准定義了幾種借用范圍的類型（通過提供ranges::enable_borrowed_range的特化）： subrange 、 span 、 string_view和其他幾個。

但是，沒有其他標准庫類型具有該變量的特化。 所以這些類型不是借來的范圍。

std::views::elements_view （其中values_view是其別名）不是借用范圍。 因此，您不能假設超出范圍的迭代器仍然有效。

即使它是一個借用的范圍，比較來自不同范圍的迭代器/哨兵（甚至是同一范圍的同一視圖的不同實例）也永遠無效。