Как создать пользовательское представление в C++20 (например, std::ranges::views::filter)

Вопрос или проблема

Ответ или решение

Создание собственного представления (view) в C++20, аналогичного std::ranges::views::filter, требует понимания концепции диапазонов (ranges) и их представлений. Ниже приведен пошаговый подход к созданию кастомного представления.

Шаг 1: Понимание основ std::ranges::view

В C++20 диапазоны позволяют работать с последовательностями данных удобным способом. Представления (views) — это легковесные обертки над диапазонами, которые могут трансформировать данные или фильтровать их без создания дополнительных копий.

Шаг 2: Определение вашего представления

Предположим, вы хотите создать представление, которое отбирает элементы по условию. Для этого вам нужно создать класс, который будет реализовывать интерфейс представления.

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

template<typename Rng>
class custom_filter_view : public std::ranges::view_base {
public:
    // Конструктор принимает диапазон и функцию-предикат
    custom_filter_view(Rng rng, std::function<bool(typename Rng::value_type)> pred)
        : rng_(std::move(rng)), pred_(std::move(pred)) {}

    class iterator {
    public:
        using iterator_category = std::input_iterator_tag;
        using value_type = typename Rng::value_type;
        using difference_type = std::ptrdiff_t;
        using pointer = value_type*;
        using reference = value_type&;

        iterator(typename Rng::iterator it, typename Rng::iterator end, std::function<bool(value_type)> pred)
            : it_(it), end_(end), pred_(pred) {
            // Пропуск элементов, не удовлетворяющих предикату
            advance();
        }

        reference operator*() const {
            return *it_;
        }

        iterator& operator++() {
            ++it_;
            advance();
            return *this;
        }

        bool operator!=(const iterator& other) const {
            return it_ != other.it_;
        }

    private:
        void advance() {
            while (it_ != end_ && !pred_(*it_)) {
                ++it_;
            }
        }

        typename Rng::iterator it_;
        typename Rng::iterator end_;
        std::function<bool(value_type)> pred_;
    };

    iterator begin() {
        return iterator(std::ranges::begin(rng_), std::ranges::end(rng_), pred_);
    }

    iterator end() {
        return iterator(std::ranges::end(rng_), std::ranges::end(rng_), pred_);
    }

private:
    Rng rng_;
    std::function<bool(typename Rng::value_type)> pred_;
};

template<typename Rng>
custom_filter_view<Rng> custom_filter(Rng rng, std::function<bool(typename Rng::value_type)> pred) {
    return custom_filter_view<Rng>(std::move(rng), std::move(pred));
}

Шаг 3: Использование вашего представления

Теперь вы можете использовать ваше представление custom_filter для фильтрации значений в контейнерах:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    auto is_even = [](int n) { return n % 2 == 0; };

    auto filtered_view = custom_filter(numbers, is_even);

    for (int n : filtered_view) {
        std::cout << n << ' '; // Выводит: 2 4 6
    }

    return 0;
}

Итог

В этом ответе мы создали собственное представление (view), которое фильтрует элементы исходного диапазона на основе заданного предиката. Такой подход позволяет вам работать с последовательностями данных более эффективно и декларативно, используя возможности C++20.

Если у вас есть дополнительные вопросы или вам нужна помощь, пожалуйста, дайте знать!