如何将iStream_view收集到容器中？

我尝试为c++20的ranges的扩展实现泛型归约操作，该操作将任何range的元素收集到给定的容器中。为实现此目的，我首先创建了一个用于提取template template参数的伪类型，并提供了operator|用于将range与其组合：

template <template <typename> typename T>
struct to_fn { };

template <template <typename> typename T>
inline constexpr detail::functors::to_fn<T> to;

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
}

测试如下：

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto set = vec | to<std::set>;
    static_assert(std::same_as<decltype(set), std::set<int>>);
    assert(equal(vec, set));
}

代码已执行完毕，没有任何问题。

但是，当与std::ranges::istream_view：

一起使用时，代码无法编译

int main() {
    using namespace std::ranges;
    std::ifstream input_file("input.txt");
    auto vec = istream_view<int>(input_file) | to<std::vector>;
}

这个编译失败错误堆积如山，在我看来，其中最重要的错误是：

note:   deduced conflicting types for parameter '_InputIterator' ('std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator' and 'std::default_sentinel_t')
122 |   return T(std::ranges::begin(rng), std::ranges::end(rng));
    |          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这对我来说是有意义的。容器要求用于通过接受两个容器的构造函数构造它们的迭代器是相同类型的。

但这很好--这就是创建std::ranges::views::common_view的目的。因此，我尝试将operator|修改为：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    auto common = rng | std::ranges::views::common;
    return T(std::ranges::begin(common), std::ranges::end(common));
}

又一次，无法用较小的错误墙进行编译，我认为这一个错误最相关：

note: the expression 'is_constructible_v<_Tp, _Args ...> [with _Tp = std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >; _Args = {std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >::_Iterator<int, char, std::char_traits<char> >&}]' evaluated to 'false'
139 |       = destructible<_Tp> && is_constructible_v<_Tp, _Args...>;
    |                              ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我不太明白这个错误表明了什么，但我想这意味着istream_view不能被复制构造。我觉得挺有道理的。

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但我真的希望我可以拥有这个通用的to&unctor"；。我认为，当我们推断我们正在处理的是输入范围¹时，可以使用基于范围的for循环istream_view并向所选容器添加元素。

所以我试了一下：

template <template <typename> typename T>
auto operator|(std::ranges::range auto&& rng, detail::functors::to_fn<T>) {
    using namespace std::ranges;
    using range_t = decltype(rng);
    const bool input_range = std::is_same_v<
            iterator_t<range_t>::iterator_category,
            std::input_iterator_tag>;
    if constexpr(input_range) {
        auto container = T<range_value_t<range_t>>();
        for (auto&& element : rng) {
            container.generic_add(element); // ???
        }
        return container;
    } else {
        auto common = rng | views::common;
        return T(begin(common), end(common));
    }
}

然后告诉我，除了其他事情外，：

error: 'iterator_category' is not a member of 'std::ranges::iterator_t<std::ranges::basic_istream_view<int, char, std::char_traits<char> >&&>'
125 |             iterator_t<range_t>::iterator_category,
    |                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~

这并非唯一的问题。还有一个问题是一般地向任何容器添加元素。据我所知，接受range参数的构造函数是向容器添加元素的唯一通用方法和好的方法。

我觉得必须有一种正确而简单的方法来做我想要做的事情。如果to也适用于非模板，即我不仅可以做to<std::vector>，也可以做to<std::string>。在第一种情况下，它将推导元素并创建所需的std::vector实例化，但在第二种情况下，它将获取所有元素并使用这些元素初始化std::string。我如何才能使其正常工作？

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¹这假定实际问题在于我们使用的是输入范围。我不确定是不是这样。如果有人能指出我推理中可能的错误，我将不胜感激。

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解决方案

对于c++23，ranges::to(P1206R7)将正确处理只移动视图。

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这假设实际问题在于我们使用的是输入范围。

问题不在于它是一个输入范围，而是std::ranges::istream_view<int>及其迭代器类型是仅移动的。

在C++17中，所有迭代器都必须是可复制的。这一限制在C++20中放松了，我们现在可以使用仅移动迭代器和仅移动视图。但代码必须更改以支持-std::vector的迭代器对构造函数仍然基于C++17迭代器模型，该模型确实会复制迭代器，因此它不能在std::ranges::istream_view<int>::iterator上工作。

common_view的要点是采用C++20范围，该范围具有与其迭代器类型不同的哨兵类型，并通过为迭代器和哨兵生成相同的类型来使其适应C++17算法。但这里的重点是使用C++17算法，因此它必须遵守C++17迭代器的要求。这些要求包括可复制性，因此common_view声明为，来自[range.common.view]：

namespace std::ranges {
  template<view V>
    requires (!common_range<V> && copyable<iterator_t<V>>)
  class common_view : public view_interface<common_view<V>> {

这就是rng | views::common不为您编译的原因，common需要可复制性(在迭代器/前哨类型不同的情况下，就像这里一样)，而您不具备这一点(您还应该转发rng，因为即使views::common不直接要求可复制性，您所做的实际上是复制它，因此将单独失败)。

确实没有办法调整std::ranges::istream_view<int>以使您可以使用vector<int>的迭代器对构造函数。我们需要以某种方式更改vector以允许此构造工作(这现在肯定对您没有帮助)，或者您必须通过执行以下操作来处理这种情况：

std::vector<int> v;
for (int e : rng) {
    v.push_back(e);
}
return v;

不过，对于std::set案例，它必须看起来像s.insert(e)。