std::ranges::views::as_const 和 std::ranges::as_const_view
std::ranges::views::as_const 和 std::ranges::as_const_view 是 C++23 引入的视图适配器，用于天生一个不可变的视图，确保通过该视图访问元素时，元素被视为常量。以下是详细说明和示例：根本概念
[*] 功能：
[*] 将输入范围的元素逼迫视为 const，防止意外修改。
[*] 天生一个惰性视图，不复制数据，仅在访问时应用常量性。
[*] 输入要求：
[*] 输入范围可以是任何范例的范围（如 vector、list 或自定义范围）。
[*] 不修改原始数据，仅修改访问权限。
函数原型
在标头 <ranges> 定义
template< ranges::view V > requires ranges::input_range<V>
class as_const_view
: public ranges::view_interface<as_const_view<V>>(1)(C++23 起)namespace views { inline constexpr /* 未指明 */ as_const = /* 未指明 */;
}(2)(C++23 起) 调用签名
template< ranges::viewable_range R > requires /* 见下文 */
constexpr ranges::view auto as_const( R&& r );(C++23 起)
参数与返回值
[*] 参数：
[*] 输入范围 r（需满足 viewable_range）。
[*] 返回值：as_const_view 对象，表现只读视图。
[*] 活动：
[*] 若输入范围的元素范例已为 const，视图活动不变。
[*] 若元素可修改，通过视图访问时变为 const。
数据成员
成员说明V base_ (私有)底层视图
(仅用于阐述的成员对象*) 成员函数
(构造函数)
构造一个 as_const_view
(公开成员函数) base
返回底层视图 V
(公开成员函数) begin
返回 as_const_view 的首迭代器
(公开成员函数) end
返回 as_const_view 的尾迭代器
(公开成员函数) size
如果其有界则返回视图的大小
(公开成员函数) reserve_hint
(C++26)
返回底层 approximately_sized_range 的估计大小
(公开成员函数) 继承自 std::ranges::view_interface
empty
返回视图是否为空，仅当视图满足 forward_range 时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) cbegin
(C++23)
返回指向范围起始的常量迭代器
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) cend
(C++23)
返回对应于范围常量迭代器的哨位
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) operator bool
返回派生视图是否为非空，仅当 ranges::empty 可应用于它时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) data
返回派生视图的数据的地址，仅当视图的迭代器范例满足 contiguous_iterator 时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) front
返回派生视图中的首元素，仅当视图满足 forward_range 时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) back
返回派生视图中的末元素，仅当视图满足 bidirectional_range 与 common_range 时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) operator[]
返回派生视图中的第 n 个元素，仅当视图满足 random_access_range 时提供
(std::ranges::view_interface<D> 的公开成员函数) 示例代码
基础用法：禁止修改元素
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
auto const_view = vec | std::views::as_const;
for (const auto& elem : const_view)
{
// elem 类型为 const int&，以下代码将编译失败
// elem = 10; // Error: 无法修改常量引用
std::cout << elem << " ";
}
// 输出：1 2 3 4 5
} 联合算法确保只读操作
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
void process_data(std::ranges::input_range auto&& r)
{
// 确保 r 的元素为只读
for (const auto& elem : r | std::views::as_const)
{
// elem 不可修改
std::cout << elem << " ";
}
}
int main()
{
std::vector<int> data = {10, 20, 30};
process_data(data); // 安全传递只读视图
} 处理嵌套数据结构
#include <ranges>
#include <vector>
#include <list>
int main()
{
std::vector<std::list<int>> nested =
{
{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}
};
auto const_nested = nested | std::views::as_const;
for (const auto& inner_list : const_nested)
{
// inner_list 是 const std::list<int>&
for (const auto& num : inner_list)
{
// num 是 const int&
std::cout << num << " ";
}
}
// 输出：1 2 3 4 5 6
} 高级用法
链式视图操作
#include <ranges>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> vec = {5, 3, 4, 1, 2};
auto view = vec
| std::views::filter([](int x) { return x % 2 == 0; }) // 筛选偶数
| std::views::as_const; // 结果转为只读
// 尝试修改会编译失败
// *view.begin() = 10; // Error: 无法修改常量引用
for (int x : view)
{
std::cout << x << " "; // 输出：4 2
}
} 处理代理引用（如 vector<bool>）
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<bool> flags = {true, false, true};
auto const_flags = flags | std::views::as_const;
for (const auto& flag : const_flags)
{
// flag 类型为 const bool&（代理引用）
std::cout << std::boolalpha << flag << " ";
}
// 输出：true false true
} 注意事项
[*] 常量性传递：
[*] 若原始元素已为 const，视图不会改变其活动。
[*] 对非 const 元素，视图逼迫其视为 const。
[*] 性能与开销：
[*] 惰性求值，无额外内存开销。
[*] 仅修改范例系统，运行时无性能损失。
[*] 适用场景：
[*] 传递范围给函数时逼迫只读。
[*] 在多线程或需要数据不变性时增强安全性。
[*] 与 const_cast 的区别：
[*] as_const_view 通过范例系统安全地添加常量性，而非逼迫转换。
总结
[*] std::ranges::views::as_const 提供了一种范例安全的方式，确保通过视图访问的元素不可修改。
[*] 适用于需要逼迫数据只读性的场景，增强代码安全性和可维护性。
[*] 与标准算法和其他视图适配器无缝联合，支持复杂的链式操作。
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