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。

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 <vector> #include <iostream> #include <ranges> <p>std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6};</p><p><span> 立即学习 </span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++ 免费学习笔记(深入)</a>”;</p><p>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
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; <p>// 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;}); } <p>// 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。