谁说C++只能写满屏的模板和指针?
Ranges 是C++17带来的一个重磅特性,它让代码更简洁,性能也不打折。
你有没有遇到过这样的问题:写一个简单的循环,还要用for、begin()、end()、iterator这些词?
Ranges 来了,它把这种繁琐抽象成更直观的语法。
举个例子,我们要遍历一个容器的所有元素,以前是这样写的:
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
// do something with *it
}
现在,用Ranges可以这样写:
for (auto& elem : vec) {
// do something with elem
}
Ranges 的核心理念是“范围”,它把容器视为一个范围,然后通过算法和视图来操作。
比如,我们要过滤出所有大于5的元素,再排序:
std::ranges::sort(std::ranges::filter(vec, [](int x) { return x > 5; }));
这种写法不仅简洁,而且更符合现代编程的思维方式。
Ranges 还引入了视图(views),它允许你在不复制数据的情况下进行链式操作。
比如,我们可以用views::filter和views::transform来实现一个高效的“管道”:
auto result = vec | std::ranges::views::filter([](int x) { return x > 5; })
| std::ranges::views::transform([](int x) { return x * 2; });
这样的代码不仅可读性强,而且零开销抽象,因为视图不会复制数据,而是延迟执行。
Ranges 还和C++ Core Guidelines深度契合,比如它支持range-based for loop和range adaptors,让代码更符合现代C++的编码规范。
不过,Ranges 并不只是一些语法糖。
它背后是算法和容器的深度融合,通过范围接口(range interface)统一了各种数据结构的处理方式。
这不仅让代码更优雅,也提高了性能,因为算法可以直接作用于范围,而不需要显式地处理迭代器。
比如,使用std::ranges::for_each而不是传统的for循环,可以避免一些隐式的转换和冗余的代码。
Ranges 的另一个亮点是range adaptor,它允许我们像使用函数一样处理范围,使代码更具可组合性。
比如,我们可以这样写:
vec | std::ranges::views::filter([](int x) { return x > 5; })
| std::ranges::views::transform([](int x) { return x * 2; })
| std::ranges::views::take(3);
这种链式写法让代码模块化,也更容易维护。
Ranges 还支持range-based for loop的扩展,比如你可以定义自己的范围类型,并在for循环中直接使用它。
这为数据驱动的编程提供了一个更自然的接口。
Ranges 的出现,是C++语言朝着现代性迈进的重要一步。
它让代码更简洁,同时保持了性能的高效。
零开销抽象是它的核心优势之一,它不会引入额外的开销,而是直接操作底层数据。
Ranges 的引入,让程序员可以更聚焦于逻辑和意图,而不是底层实现细节。
不过,Ranges 也有一些需要注意的地方。
比如,它对C++17标准的支持要求比较高,有些旧编译器可能还不支持。
此外,Ranges 的某些特性(如views::transform)可能会让新手感到困惑,因为它看起来像是在“操作”数据,但实际上它是在构建一个范围的视图。
但我们不能否认,Ranges 是一个非常有潜力的特性,它让C++的代码更接近于Python或java script的风格,而不会牺牲性能。
那么问题来了:
你是否愿意尝试用Ranges来重构你的一些旧代码?
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