c++ - 为什么 views::reverse 不适用于 iota_view

Question

我有 following C++ program ，由于某种原因我不能使用 int64_t作为模板参数。

#include <iostream>
#include <ranges>

template<typename T> 
void fn() {
    for (auto val : std::ranges::iota_view{T{1701}, T{8473}} 
                  | std::views::reverse
                  | std::views::take(5))
    {
        std::cout << val << std::endl;
    }

}

int main()
{
    fn<int16_t>();
    fn<int32_t>();
    // does not compile:
    // fn<int64_t>();
}

这是预期的(我做错了什么)，还是只是编译器/标准库中的一些不幸的错误？
注意:当我删除 std::views::reverse 时代码编译为 int64_t还。

Answer 1

这是一个 libstdc++ 错误，已提交 100639 .
iota是一个令人惊讶的复杂范围。特别是，我们需要选择一个 difference_type对于我们正在递增以避免溢出的类型，它足够宽(另请参见 P1522 )。结果，我们在 [range.iota] :

Let IOTA-DIFF-T(W) be defined as follows:

• [...]
• Otherwise, IOTA-DIFF-T(W) is a signed integer type of width greater than the width of W if such a type exists.
• Otherwise, IOTA-DIFF-T(W) is an unspecified signed-integer-like type ([iterator.concept.winc]) of width not less than the width of W.

[Note 1: It is unspecified whether this type satisfies weakly_­incrementable. — end note]

对于 iota_view<int64_t, int64_t> , 我们的差异类型是 __int128 (足够宽的带符号整数类型)。在 gcc 上， signed_integral<__int128>是 false在符合模式( -std=c++20 )和 true 下编译时带有扩展名 ( -std=gnu++20 )。
现在，在 libstdc++ 中， reverse_view是 implemented as :

template<typename _Iterator>
class reverse_iterator
  : public iterator<typename iterator_traits<_Iterator>::iterator_category,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::value_type,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::difference_type,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::pointer,
                    typename iterator_traits<_Iterator>::reference>
{
  // ...
  typedef typename __traits_type::reference reference;
  // ...
  _GLIBCXX17_CONSTEXPR reference operator*() const;
  // ...
};

不是这样 reverse_iterator被指定。 [reverse.iterator]定义 reference键入:

using reference = iter_reference_t<Iterator>;

不同的是后者只是表示 *it的类型，而前者实际上是通过 iterator_traits并试图确定是什么 reference表示如果 It::reference不作为类型存在。该决定在 [iterator.traits] 中指定:

Otherwise, if I satisfies the exposition-only concept cpp17-input-iterator, iterator_­traits<I> has the following publicly accessible members: [...]

哪里 reference是 I::reference如果存在或 iter_reference_t<I>如果没有。看起来是一回事，但是我们要先满足 cpp17-input-iterator<I> .和 cpp17-input-iterator<I>除其他外，要求:

template<class I>
concept cpp17-input-iterator =
  cpp17-iterator<I> && equality_­comparable<I> && requires(I i) {
    // ...
    requires signed_­integral<typename incrementable_traits<I>::difference_type>;
  };

所以基本上， iterator_t<iota_view<int64_t, int64_t>>满足 cpp17-input-iterator当且仅当 signed_integral<__int128>成立，这仅在我们在 -std=gnu++20 中编译时才成立。 .
但是我们不需要满足这个要求，因为 reverse_iterator<I>应该直接使用 iter_reference_t<I>并且不通过 iterator_traits ，哪些方面必须检查 signed_integral<__int128> .