c++ - 在使用基于概念的递归功能模板推导 'auto […] '之前使用 'auto'

Question

我想创建一个deep_flatten函数模板，该模板将生成包含range ed的元素的join。例如，如果仅考虑嵌套的std::vector，我可以拥有:

template <typename T>
struct is_vector : public std::false_type { };

template <typename T, typename A>
struct is_vector<std::vector<T, A>> : public std::true_type { };

template <typename T>
auto deepFlatten(const std::vector<std::vector<T>>& vec) {
    using namespace std::ranges;
    if constexpr (is_vector<T>::value) {
        auto range = vec | views::join;
        return deepFlatten(std::vector(range.begin(), range.end()));
    } else {
        auto range = vec | views::join;
        return std::vector(range.begin(), range.end());
    }
}

这使我能够:

std::vector<std::vector<std::vector<int>>> nested_vectors = {
        {{1, 2, 3}, {4, 5}, {6}},
        {{7},       {8, 9}, {10, 11, 12}},
        {{13}}
};

std::ranges::copy(
        deep_flatten(nested_vectors),
        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " ")
);

它将按预期在控制台中输出以下文本:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

但是，我不太喜欢这种解决方案。它不仅效率低下(创建许多临时 vector )，而且还仅适用于 std::vector。我认为我可以使用更多 c++20魔术并使用 std::ranges::range概念:

namespace rng {
    template <std::ranges::range Rng>
    auto deep_flatten(Rng&& rng) {
        using namespace std::ranges;

        if constexpr (range<Rng>) {
            return deep_flatten(rng | views::join);
        } else {
            return rng | views::join;
        }
    }
}

在我看来，这很简单-我们有一个 std::ranges::range，我们检查它的值类型。根据是否是嵌套范围，我们递归或简单地返回 join ed元素。
可悲的是，它不起作用。尝试运行后:

int main() {
    std::set<std::vector<std::list<int>>> nested_ranges = {
            {{1, 2, 3}, {4, 5}, {6}},
            {{7},       {8, 9}, {10, 11, 12}},
            {{13}}
    };

    std::ranges::copy(
            rng::deep_flatten(nested_ranges),
            std::ostream_iterator<int>(std::cout, " ")
    );
}

我收到一条错误消息:

In instantiation of 'auto rng::deep_flatten(Rng&&) [with Rng = std::ranges::join_view<std::ranges::ref_view<std::set<std::vector<std::__cxx11::list<int> > > > >]':
     required from 'auto rng::deep_flatten(Rng&&) [with Rng = std::set<std::vector<std::__cxx11::list<int> > >&]'
     required from here
     error: use of 'auto rng::deep_flatten(Rng&&) [with Rng = std::ranges::join_view<std::ranges::ref_view<std::set<std::vector<std::__cxx11::list<int> > > > >]' before deduction of 'auto'
     39 |             return deep_flatten(rng | views::join);
        |                    ~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~

研究了类似的问题后，我无法真正理解为什么错误出现在这里。
我正在使用 gcc version 10.1.0 (Rev3, Built by MSYS2 project)

Answer 1

这里有两个问题。
第一个问题是您的:

namespace rng {
    template <std::ranges::range Rng>
    auto deep_flatten(Rng&& rng) {
        using namespace std::ranges;

        if constexpr (range<Rng>) { // <==
            return deep_flatten(rng | views::join);
        } else {
            return rng | views::join;
        }
    }
}

此函数是无限递归的。 deep_flatten是受约束的 range<Rng>，因此对 if constexpr的检查始终是正确的，因此我们永远不会输入基本情况。这只是一个错误-我们正在检查错误的东西，不是我们是否在范围内，而是我们的基础值是一个范围。那是:

namespace rng {
    template <typename Rng>
    auto deep_flatten(Rng&& rng) {
        using namespace std::ranges;

        auto joined = rng | views::join;    
        if constexpr (range<range_value_t<decltype(joined)>>) {
            return deep_flatten(joined);
        } else {
            return joined;
        }
    }
}

在这里，我们讨论第二个问题，即标准库的问题。 rng | views::join的意思是:

The name views​::​join denotes a range adaptor object ([range.adaptor.object]). Given a subexpression E, the expression views​::​join(E) is expression-equivalent to join_­view{E}.

但是由于类模板实参推导(CTAD)，现在已经是 join_view{E}的特化的 E的 join_view现在是空操作-复制推导候选者是最佳候选者，因此我们的嵌套 join操作实际上成为单个 join 。您最初的实现解决了这个问题，因为它不是 join -ing join_view，而是总是 join -ing vector。
我已提交 LWG 3474。
同时，我们可以通过直接使用 views::join并显式指定template参数来解决 join_view问题:

namespace rng {
    template <typename Rng>
    auto deep_flatten(Rng&& rng) {
        using namespace std::ranges;


        auto joined = join_view<views::all_t<Rng>>(rng);

        if constexpr (range<range_value_t<decltype(joined)>>) {
            return deep_flatten(joined);
        } else {
            return joined;
        }
    }
}

这有效。