概述
C++20 引入的 Ranges 库重构了算法的工作方式——用**范围(ranges)替代迭代器对，用管道运算符 |**组合多个操作。RANGES::sort(v) 代替 sort(v.BEGIN(), v.END())，v | FILTER(f) | TRANSFORM(g) | TAKE(n) 形成声明式数据处理流水线。
范围适配器(views)是惰性求值的——在遍历发生前不执行任何计算，多个适配器链式组合后零中间容器。
核心概念：View（视图）
View 是对范围的轻量包装，不拥有数据，只改变访问方式。所有 View 都是 O(1) 拷贝/移动。
数据源 View 管道 消费
─── ──────── ──
vector<int> ──│→ filter → transform → take → │── for_each
│ (惰性) (惰性) (惰性) │ (实际执行)
核心组件
范围适配器（Views）
| 适配器 | 说明 |
|---|---|
FILTER(pred) | 保留满足谓词的元素 |
TRANSFORM(f) | 对每个元素应用函数 |
TAKE(n) | 取前 n 个元素 |
TAKE_WHILE(pred) | 取元素直到谓词失败 |
DROP(n) | 跳过前 n 个元素 |
DROP_WHILE(pred) | 跳过元素直到谓词失败 |
REVERSE | 反转视图 |
JOIN | 展平嵌套范围 |
SPLIT | 按分隔符拆分 |
COMMON | 转为 common_range |
KEYS / VALUES | 提取 pair/tuple 的 key/value |
范围版本的算法
| 算法 | 说明 |
|---|---|
RANGES::sort | 直接传范围而非迭代器对 |
RANGES::find | 返回迭代器 |
RANGES::for_each | 遍历并执行 |
RANGES::copy | 复制到输出迭代器 |
RANGES::any_of / all_of | 谓词判断 |
典型用法
管道式组合
FUNCTION demo_pipeline:
v = [5, 1, 8, 2, 9, 3, 7, 4, 6]
result = v
| FILTER(LAMBDA(x): RETURN x % 2 == 1) // 奇数: [5,1,9,3,7]
| TRANSFORM(LAMBDA(x): RETURN x * x) // 平方: [25,1,81,9,49]
| TAKE(3) // 前3: [25,1,81]
范围排序
FUNCTION demo_range_sort:
v = [5, 3, 1, 4, 2]
RANGES::SORT(v) // 直接传容器
RANGES::SORT(v, GREATER()) // 降序
// 投影: 排序前先对每个元素应用函数
RANGES::SORT(people, COMPARE, &Person::age) // 按 age 字段排序
生成序列
FUNCTION demo_views:
// iota: 生成数值序列
FOR i IN VIEWS::IOTA(1, 10): // 1..9
PRINT i
END FOR
// iota 与管道组合
even_squares = VIEWS::IOTA(1)
| TRANSFORM(LAMBDA(x): RETURN x * x)
| FILTER(LAMBDA(x): RETURN x % 2 == 0)
| TAKE(5) // 4, 16, 36, 64, 100
take_while / drop_while
FUNCTION demo_take_drop:
v = [1, 2, 3, 4, 0, 5, 6]
head = v | TAKE_WHILE(LAMBDA(x):
RETURN x != 0 // [1, 2, 3, 4]
)
tail = v | DROP_WHILE(LAMBDA(x):
RETURN x != 0 // [0, 5, 6]
)