iterator_category和iterator_concept之间有什么区别？

Question

iterator_category和iterator_concept之间有什么区别？

c++iteratorc++20std-rangesiterator-traits

14

C++20带来了一个更强大的迭代器系统，其中之一是在迭代器类别的基础上引入了iterator_concept。

我发现C++20中许多迭代器的iterator_concept和iterator_category不一致。以最著名的iota_view为例。

using R = decltype(views::iota(0));
static_assert(random_access_range<R>);

using I = ranges::iterator_t<R>;
static_assert(same_as<typename I::iterator_category, input_iterator_tag>);
static_assert(same_as<typename I::iterator_concept,  random_access_iterator_tag>);

尽管R模型random_access_range，但其迭代器的iterator_category只是一个input_iterator_tag，与iterator_concept不一致。

为什么C++20引入iterator_concept？它的目的是什么？如果我实现自己的迭代器，如何正确定义iterator_concept和iterator_category？在C++20中，iterator_category还有意义吗？

- 康桓瑋

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Barry · Accepted Answer

C++17（C++98）迭代器模型和C++20 Ranges迭代器模型存在不兼容之处。两个主要的区别是：

C++98模型要求前向迭代器具有reference，其类型必须为value_type&或value_type const&。
C++98模型不允许使用contiguous迭代器。最强的类别是random_access。

第一个区别的后果非常重要-这意味着如果您有一个返回prvalue的迭代器（无论是代理引用还是其他），它永远不能比输入迭代器更强大。因此，views::iota(1, 10)尽管可以轻松支持随机访问，但最多只能成为C++98输入范围。

然而，您不能仅仅删除这个要求。现有代码假定C++98迭代器并使用iterator_category来进行判断，这是完全合理的，假设iterator_category是bidirectional_iterator_tag，那么它的reference就是某种左值引用到value_type。 iterator_concept添加了一个新的C++20层，允许迭代器同时声明其C++98/17类别和C++20类别。所以回到iota_view<int, int>的例子，该视图的迭代器将iterator_category设置为input_iterator_tag（因为reference是prvalue，因此它不满足旧要求甚至不具备前向迭代器），但其iterator_concept设置为random_access_iterator_tag（因为一旦我们放弃该限制，我们就可以轻松支持所有随机访问限制）。

在[iterator.concepts.general]中，我们有这个神奇的函数ITER_CONCEPT(I)，它帮助我们确定在C++20中使用什么标记。

第二个区别的问题在于，由于各种C++98/17代码会检查那个标签（许多代码可能会检查确切的random_access_iterator_tag），所以很难直接添加一个新的contiguous_iterator_tag。iterator_concept方法通过引入直接检查正确事物的概念（即random_access_iterator概念检查ITER_CONCEPT(I)是否派生自random_access_iterator_tag，而不是简单地是那个）。

指南:

如果您在使用C++17中的迭代器，请使用std::iterator_traits<I>::iterator_category。
如果您在使用C++20中的迭代器，请使用std::meow_iterator概念。
如果您在编写C++17中的迭代器，请添加iterator_category别名，并确保遵循前向迭代器/引用限制（或者不遵循，但这是您的责任）。
如果您在编写C++20中的迭代器，请遵循P2259中的指导，其中有关于问题以及何时如何提供iterator_category和iterator_concept类型别名的良好描述。