使用C++20范围避免循环

Question

使用C++20范围避免循环

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我被分配了一个任务，需要在给定多个约束条件的情况下解决问题。目的是强制使用STL算法、迭代器和新的C++20功能，其中包括像ranges这样的东西。然而我已经阅读了几个小时有关ranges的资料，但仍然无法弄清楚如何实现所给出的所有约束条件下的问题。我简化了问题并删除了具体细节，以使其更加通用。

问题：

编写一个函数，该函数 1) 接受自定义对象向量input 2)返回一个包含每个满足某些条件的对象对应值的不同类型向量。

我意识到这可能听起来很模糊，这里有一个简单的例子：对于一个形状(Shapes)的输入向量，每个形状都有一个名称和一个面积。

vector<Shapes> input{ { "Square", 10 }, { "Triangle", 30 } , { "Square", 1 }, { "Circle", 30 }, { "Triangle", 15 } };

返回一个枚举向量

enum Color { RED, BLUE, GREEN };

为了使每个正方形或圆形的面积基于其面积确定枚举的值。因此，假设如果面积大于20，则添加RED，否则添加GREEN。因此，在这种情况下，我们将返回{ GREEN，GREEN，RED }。

这很好理解并且可以用多种方法实现，但是约束条件使其非常困难。

约束条件：

- 没有循环或递归 - 没有std::for_each - 除std::vector之外没有其他数据结构 - 除一次性为返回向量分配内存之外，没有其他内存分配 - 没有通过引用的lambda捕获或可变lambda - 不能修改输入向量

我的教授声称“C ++ 20范围使这个任务特别简单。”但是即使阅读了几个小时的范围，我也不确定从哪里开始。我目前的思路是创建一个std :: view并根据条件（正方形和圆形）进行过滤，但是我不确定如何创建一个新的不同类型的向量，并根据视图中元素的属性将元素添加到其中，而不使用循环，for_each或通过引用的lambda ......

- Adham

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“我目前的想法是创建一个std::view，并根据条件进行过滤。” 请参考cppreference的示例，创建一个需要传递views::filter和views::transform的lambda函数。 - 康桓瑋

@康桓瑋，我已经仔细阅读了文档，并通过使用std::views::filter和创建lambda函数来创建了一个过滤器视图，其中包含满足条件的输入向量元素。接下来的部分是我卡住的地方... - Adham

你需要使用 rangess::to_vector（它是通过 for 循环实现的）将你过滤和转换后的范围转换为向量，因为 c++20 不提供这个功能（只有在 c++23 中才有）。你必须使用 range-v3 或使用 for 循环。for 循环总是存在于某个地方，ranges 很好，因为它们将它们推入到你不必担心的代码中。 - Tom Huntington

@康桓瑋，哇，它实际上比我预想的要简单得多。我想我没有想到views::transform也可以转换视图元素的数据类型。经过转换后，我只需要使用生成的视图的begin和end迭代器创建一个向量（正如@cptFracassa在他的答案中所说）就行了，结果很棒。感谢你的支持。 - Adham

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我第一次看到一位C++教授要求学生使用STL而不是编写C代码。祝贺他！ - Enlico

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- cptFracassa · Accepted Answer

如果你只想将每个形状转换为一个枚举，你所需要的就是：

auto colors = input | transform([](const Shapes& s){return s.size > 20 ? RED : GREEN;});

可以通过for循环遍历colors：

for (const auto& c : colors)

也可以将其转化为新的向量：

std::vector<Color> colorEnums{colors.begin(), colors.end()};

不过，对于后者，C++23中的ranges::to会很有帮助。

如果您只想为输入向量中的某些元素生成颜色元素（例如：不是三角形），在转换之前添加筛选器，例如：

auto colors = input | 
    filter([](const Shapes& s){return s.type != "Triangle";}) | 
    transform([](const Shapes& s){return s.size > 20 ? RED : GREEN;});

请注意，在转换后使用过滤器也可以起作用，但效率会更低，因为代码会在丢弃某些元素之前转换所有元素。因此，请尽早使用过滤器。