使自定义范围 v3 视图可管道化

make custom range v3 view pipeable

本文关键字:管道 视图 v3 自定义 范围      更新时间:2023-10-16

我正在尝试使用范围 v3 实现屏蔽范围视图。不知何故,我最终陷入了我实现

ranges::view::masker(datarange, mask)

有效,但管道版本

ranges::view::all(datarange) | ranges::view::masker(mask)

没有,尽管在内部结构的operators内,面具正确到达。(我将masker的实现放入ranges::view命名空间中,尽管它不是范围 v3 的一部分)。

我的测试程序相对琐碎,创建一些小部件和一个无意义的掩码

class Widget
{
private:
int   m_int{0};
public:
Widget() {}
Widget( int i ) : m_int( i ) {}
int   the_int() const { return m_int; }
};
inline std::ostream& operator<<( std::ostream& str, const Widget& obj )
{
str << 't' << obj.the_int();
return str;
}
int main()
{
std::vector<Widget> widgets;
std::vector<bool>   mask;
for ( auto i : ranges::view::indices( 24 ) ) {
widgets.emplace_back( i );
mask.push_back( i % 3 != 1 );
}
std::cout << "wrapped" << std::endl;
for ( auto& el : ranges::view::masker( widgets, mask ) ) {
std::cout << el << std::endl;
}
std::cout << std::endl;
std::cout << std::endl;
std::cout << "piped" << std::endl;
for ( auto& el : ranges::view::all( widgets ) | ranges::view::masker( mask ) ) {
std::cout << el << std::endl;
}
return 0;
}

忽略命名空间并调试打印输出,masker只是将数据范围和掩码压缩在一起,在掩码上过滤并将小部件作为视图返回:

struct mask_fn
{
template<typename Rng, typename Msk>
auto operator()(Rng&& rng, Msk&& msk) const
{
CONCEPT_ASSERT(Range<Rng>());
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
return ranges::view::zip(std::forward<Rng>(rng),
std::forward<Msk>(msk)) |
ranges::view::filter([](auto&& range_item) -> bool {
return range_item.second;
}) |
ranges::view::transform(
[](auto&& range_item) -> decltype(auto) {
return range_item.first;
});
}                  
template<typename Msk>
auto operator()(Msk&& msk) const -> decltype(
make_pipeable(std::bind(*this, std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk)))))
{   
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
return make_pipeable(
std::bind(*this,
std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk))));
}                 
};                    
RANGES_INLINE_VARIABLE(mask_fn, masker)

上面的程序旨在打印出相同的结果范围两次,但我只得到:

wrapped
0
2
3
5
6
8
9
11
12
14
15
17
18
20
21
23

piped

因此,在使用auto operator()(Rng&& rng, Msk&& msk) const正确的小部件循环时,带有auto operator()(Msk&& msk) const的版本不会返回任何内容。

我尝试向前者添加一些调试打印输出(因为它最终被后者调用)并观察掩码是否正确到达。

struct mask_fn
{
template<typename Rng, typename Msk>
auto operator()(Rng&& rng, Msk&& msk) const
{
CONCEPT_ASSERT(Range<Rng>());
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
for(auto t :
ranges::view::zip(rng, msk) |
ranges::view::filter([](auto&& range_item) ->
bool {
return range_item.second;
}) |
ranges::view::transform(
[](auto&& range_item) -> decltype(auto) {
return range_item.first;
}))
std::cout << "w: " << t << std::endl;
return ranges::view::zip(std::forward<Rng>(rng),
std::forward<Msk>(msk)) |
ranges::view::filter([](auto&& range_item) -> bool {
std::cout << "checking widget "
<< range_item.first << std::endl;
std::cout << "returning " << range_item.second
<< std::endl;
return range_item.second;
}) |
ranges::view::transform(
[](auto&& range_item) -> decltype(auto) {
return range_item.first;
});
}
template<typename Msk>
auto operator()(Msk&& msk) const -> decltype(
make_pipeable(std::bind(*this, std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk)))))
{
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
return make_pipeable(
std::bind(*this,
std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk))));
}
};
RANGES_INLINE_VARIABLE(mask_fn, masker)

(稍微削减输出)可以看到,在operator()I 循环访问正确的小部件中使用假定的返回范围,但返回行中 lambda 内部的打印输出显示所有项目的"假"标志。

wrapped
w:  0
w:  2
w:  3
w:  5
<snap>
w:  20
w:  21
w:  23
checking widget     0
returning 1
0
checking widget     1
returning 0
checking widget     2
returning 1
2
checking widget     3
returning 1
3
<snap>
checking widget     22
returning 0
checking widget     23
returning 1
23

piped
w:  0
w:  2
w:  3
w:  5
<snap>
w:  20
w:  21
w:  23
checking widget     0
returning 0
checking widget     1
returning 0
checking widget     2
returning 0
checking widget     3
returning 0
<snap>
checking widget     22
returning 0
checking widget     23

我目前最好的猜测是我把protectstd::forward&&std::move弄乱了,尽管我试图尽可能接近filter.hpp(因为我认为我已经很好地理解了它),并且还尝试了一些随机添加/删除与号和转发,但没有成功。

任何建议如何解决这个问题?(理想情况下解释正在发生的事情,一起?

提前谢谢。

脚注:我目前不关心 c++11 兼容性。

编辑:

我把烂摊子推到了github上。

std::bind很奇怪。如果将bind_expression(调用std::bind的结果)传递给std::bind,则会生成一个从"叶子"向下计算的表达式树。例如:

auto f = [](int i, int j){ return i * j; };
auto g = [](int i) { return i + 1; };
auto b = std::bind(f, std::bind(g, std::placeholders::_1), std::placeholders::_2);
std::cout << b(0, 3) << 'n'; // prints 3

此处b(0, 3)的调用等效于f(g(0), 3)

protect是一个 range-v3 实用程序,用于捕获bind对象中的函数对象,如果这些函数对象恰好是bind_expression,它可以防止std::bind参与这种怪异。对于非bind_expressionsprotect具有"按值捕获左值和按引用捕获左值"行为(range-v3 中的大多数内容都假定调用方保证左值的生存期,但右值可能会在需要时"消失",因此必须存储)。

不幸的是,您在"部分应用程序"重载中使用带有Rangeprotect

template<typename Msk>
auto operator()(Msk&& msk) const -> decltype(
make_pipeable(std::bind(*this, std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk)))))
{   
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
return make_pipeable(
std::bind(*this,
std::placeholders::_1,
protect(std::forward<Msk>(msk))));
}

std::bind的设计与 range-v3 不同:它存储您在返回的bind_expression中传递的任何内容的副本,并在调用时将表示这些存储对象的 lvalues 传递给包装的函数。最终效果是,重载返回一个包装在make_pipeable中的bind_expression,该包含调用方传入的vector的副本。

当测试程序在另一个范围内"管道"时,make_pipeable会使用该范围调用您的其他重载,并用一个 lvalue 表示存储在绑定表达式中的vector副本。您将该 lvalue 传递给view::zip,后者(如上所述)假定其调用方将保证只要它产生的zip_view,左值将保持活动状态。当然不是这样:临时make_pipeable(包括存储在它所包含的bind_expression中的vector)在测试程序中的 range-for 语句中计算初始值设定项后被销毁。当 range-for 尝试访问vector时,会发生 UB,在这种情况下表现为空范围。

解决方法是不在"部分应用程序"重载中使用protect,而是将范围的all_view传递给std::bind

template<typename Msk>
auto operator()(Msk&& msk) const -> decltype(
make_pipeable(std::bind(*this, std::placeholders::_1,
ranges::view::all(std::forward<Msk>(msk)))))
{   
CONCEPT_ASSERT(Range<Msk>());
return make_pipeable(
std::bind(*this,
std::placeholders::_1,
ranges::view::all(std::forward<Msk>(msk))));
}

(诚然,如果protect通过拒绝接受Range来防止此错误,那就太好了。

经过更多的尝试,我们发现std::bind应该收到面具的std::ref

return make_pipeable(
std::bind(*this,
std::placeholders::_1,
std::ref(msk));

如果没有,那么 - 所以我的理解 -masker将比msk的临时副本更长久.