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C++的std::ranges库怎么用_C++20 Ranges组合视图与算法简化代码

尼克

尼克

发布时间:2025-12-15 10:11:10

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来源于php中文网

原创

std::ranges 提供链式调用与惰性求值,如 nums | std::views::filter | std::views::transform 可清晰表达偶数筛选并平方的逻辑,减少临时变量,提升代码可读性与复用性。

c++的std::ranges库怎么用_c++20 ranges组合视图与算法简化代码

std::ranges 是 C++20 中引入的重要特性,它让容器操作更简洁、可读性更强。相比传统的 STL 算法,ranges 支持链式调用、惰性求值和组合视图,能显著减少临时变量和循环嵌套。

理解 ranges 的基本结构

std::ranges 将算法与视图分离。视图(view)是轻量、惰性的数据序列封装,不会拷贝元素;算法则可以直接作用于范围而非迭代器对。

例如,筛选偶数并平方输出:

代码示例:

#include 
#include 
#include 

std::vector nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

for (int x : nums | std::views::filter([](int n){ return n % 2 == 0; }) | std::views::transform([](int n){ return n * n; })) { std::cout << x << ' '; } // 输出:4 16 36

这里使用了管道操作符 | 组合多个视图,逻辑从左到右阅读,清晰自然。

常用组合视图操作

常见的视图组合包括过滤、映射、切片、去重等,它们都返回一个 view 对象,只有在遍历时才计算结果。

  • filter:保留满足条件的元素
  • transform:对每个元素应用函数
  • take / drop:取前 N 个或跳过前 N 个
  • join:展平嵌套范围(如 vector>)
  • reverse:逆序访问

例子:取前三个偶数的平方根

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auto result = nums 
    | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; })
    | std::views::transform([](int n) { return std::sqrt(n); })
    | std::views::take(3);

这个表达式不会立即执行,直到你开始遍历 result 才逐个计算。

ranges 算法简化传统写法

旧式 STL 常需定义中间变量、手动传迭代器,而 ranges 直接接受容器或视图。

对比查找最大偶数:

// 传统方式
auto it = std::find_if(nums.rbegin(), nums.rend(),
    [](int n){ return n % 2 == 0; });
int max_even = (it != nums.rend()) ? *it : 0;

// ranges 方式 auto max_even_view = nums | std::views::filter([](int n){ return n % 2 == 0; }); int max_even = std::ranges::max(max_even_view, std::less{}, [](int x){return x;});

也可以结合 std::ranges::max_element 直接使用:

if (auto it = std::ranges::max_element(
        nums | std::views::filter([](int n){ return n % 2 == 0; }));
    it != nums.end()) {
    std::cout << "最大偶数:" << *it;
}

自定义视图与复用逻辑

你可以将常用的处理流程封装成命名视图,提升代码复用性。

namespace my_views {
    auto const even_squares = std::views::filter([](int n){ return n % 2 == 0; })
                            | std::views::transform([](int n){ return n * n; });
}

// 使用 for (int x : nums | my_views::even_squares) { std::cout << x << ' '; }

这种模式适合构建领域相关的数据处理流水线。

基本上就这些。std::ranges 让 C++ 容器操作变得更像函数式编程,逻辑集中、易于测试和维护。虽然需要编译器支持 C++20,但在现代项目中值得尽早采用。

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