C++20的ranges库怎么使用_C++20 Ranges新特性使用方法详解-C++-PHP中文网

C++20的ranges库怎么使用_C++20 Ranges新特性使用方法详解

尼克

发布： 2025-10-29 15:33:02

原创

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c++kquote>C++20的ranges库通过引入范围概念、视图和算法升级，简化了容器操作。它允许直接对容器调用算法（如std::ranges::sort），避免显式传递迭代器；支持views链式调用（如filter、transform、take），实现惰性求值与零拷贝数据处理；借助管道操作符|提升代码可读性；常用view包括reverse、iota、keys等；但需注意编译器支持、原容器生命周期及结果存储问题。ranges是对元素序列的抽象，将“范围”作为一等公民；核心组件包括Range概念、views和range算法；使用std::ranges::sort等算法可直接传容器，无需begin/end；views提供非拥有式、惰性求值的数据视图；通过|操作符实现filter、transform、take等链式操作；常见view有filter、transform、take、drop、reverse、iota、keys等；views不持有数据，仅定义计算规则，遍历时执行；需注意编译器需支持C++20，且原容器生命周期要长于view；若需保存结果，应显式构造容器；ranges提升代码安全性与表达力，适用于数据转换与过滤场景。

c++20的ranges库怎么使用_c++20 ranges新特性使用方法详解

在C++20中，ranges库是标准库的一次重大升级，它让容器和算法之间的交互更安全、更直观、更具表达力。相比传统的STL算法（如std::sort、std::find等），ranges提供了更简洁的语法、惰性求值以及对视图（views）的支持，避免了不必要的数据拷贝。

什么是Ranges？

简单来说，ranges是对一组元素的抽象——可以是一个数组、vector、string，甚至是生成的数据流。C++20的ranges库将“范围”作为一等公民，支持直接在范围上操作，无需显式传入begin()和end()迭代器。

核心组件包括：

Range概念：任何拥有begin()和end()的对象都可以视为range。
Views：轻量、非拥有的范围适配器，支持链式调用且惰性求值。
Range算法：如std::ranges::sort、std::ranges::find等，可以直接接受range对象。

基础使用：简化算法调用

传统STL写法需要传递两个迭代器：

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std::vector vec = {5, 2, 8, 1};
std::sort(vec.begin(), vec.end());

使用ranges后，可以直接传整个容器：

std::ranges::sort(vec);

代码更简洁，也更难出错。其他常见算法如find、reverse、copy等都有对应的ranges版本。

使用views进行链式数据处理

views是ranges库最强大的特性之一。它们不持有数据，只提供对原始数据的视图，并支持组合操作。

例如：从一个整数vector中筛选偶数，平方后取出前3个：

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#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
std::vector nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

   auto result =
     nums
       | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; })
       | std::views::transform([](int n) { return n * n; })
       | std::views::take(3);

   for (int x : result) {
     std::cout << x << " ";
   }
   // 输出: 4 16 36 }

说明：