筛选

现在说说 STL 中带有函数式特点的东西。第一个就是筛选（Filter），即只保留一个范围中符合特点的元素。

传统上，这个需求可以用 rg::copy_if 算法来实现。它用起来长成这个样子：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>
namespace rg = std::ranges;

int main() {
    std::vector<int> a{4, 1, 6, 2, 9, 5};
    std::vector<int> b;
    rg::copy_if(a, std::back_inserter(b), [](int x) {
        return x < 5;
    });
    for (auto i : b) {
        std::cout << i << ' ';
    }
}

rg::copy_if 顾名思义，就是选择性地复制部分元素，可以算是复制算法 rg::copy 的加强版。对于 rg::copy 来说，它会将原始范围内的全部元素复制到目的地；而 rg::copy_if 在复制之前会检查当前被复制的元素是否满足“第三参数”，只有满足时才会复制。其中，“第三参数” 是一个可调用对象，期望一个元素类型的参数并返回 bool。如果该函数作用在当前元素上返回 true ，那么该元素就会被复制。

\bm a=\{x\}\xrightarrow{\operatorname{filter}(f)}\{x\mid f(x)\}\eqqcolon\bm b

刚才示例代码中的“第三参数”，是返回 x < 5 的 Lambda 表达式，意思就是只有小于 5 的元素才会被复制。当然，你也可以传递一个普通的函数。

bool lessThen5(int x) {
    return x < 5;
}
int main() {
    std::vector<int> a{4, 1, 6, 2, 9, 5};
    std::vector<int> b;
    rg::copy_if(a, std::back_inserter(b), lessThan5);
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>
namespace rg = std::ranges;
bool lessThen5(int x) {
    return x < 5;
}
int main() {
    std::vector<int> a{4, 1, 6, 2, 9, 5};
    std::vector<int> b;
    rg::copy_if(a, std::back_inserter(b), lessThan5);
    for (auto i : b) {
        std::cout << i << ' ';
    }
}

总之，rg::copy_if 通过有选择地复制，实现了对批量数据的筛选。但它用起来并不方便；其最主要原因是需要提供一个目的地。虽然这个目的地可以是任意迭代器，但如果要收集到一个新的容器，则要么初始化好这个容器的大小，要么使用 std::back_inserter。这在使用上略显啰嗦。

STLv2 提供了 rg::filter_view 视图来改进筛选的写法。在 rg::filter_view 中，步进迭代器时会检查当前元素是否满足条件；如果不满足条件则继续步进。这样，最终返回的迭代器总是指向满足条件的元素。

范围适配器 std::views::filter 可以方便地生成 rg::filter_view。它用起来是这样写的：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ranges>
namespace rg = std::ranges;

int main() {
    std::vector<int> a{4, 1, 6, 2, 9, 5};
    // b 是 rg::filter_view 视图
    auto b = a | std::views::filter([] (int x) { return x < 5; });
    for (auto i : b) {
        std::cout << i << ' ';
    }
}

但是有一点需要注意，b 在这里是视图而不是容器。视图和容器的区别在于，视图是“惰性求值”的。只要 b 的迭代器没有被使用，b 的筛选逻辑就不会运行。视图本身只存储两个迭代器，而迭代器所指向的内容仍然是 a 所持有的；在使用 b 的迭代器后，b 才会执行筛选条件，步进迭代器，并返回 a 所存储的内容。换句话说，b 不持有数据的所有权。

如果要把视图 b 的内容收集到容器里，我们可以用 rg::to<std::vector>。但很遗憾的是，rg::to 在近期（2022 年 1 月）才被添加到 C++2b 标准，目前尚没有主流编译器支持。

# 筛选

筛选