Какова цель C ++ 20 std :: common_reference?

C ++ 20 вводит std::common_reference. Какова его цель? Может кто-нибудь привести пример его использования?

common_reference Я пришел к тому, что придумал концептуализацию итераторов STL, которая включает прокси-итераторы.

В STL итераторы имеют два связанных типа, представляющих особый интерес: referenceи value_type. Первый тип является возвращаемым типом итератора operator*, а тип value_type(неконстантный, не ссылочный) элементов последовательности.

Универсальные алгоритмы часто нуждаются в таких вещах:

value_type tmp = *it;

... поэтому мы знаем, что между этими двумя типами должна быть какая-то связь. Для не-прокси-итераторов связь проста: referenceвсегда value_type, необязательно, const и ссылка квалифицирована. Ранние попытки определить InputIteratorконцепцию требовали, чтобы выражение *itбыло конвертируемым const value_type &, а для наиболее интересных итераторов этого достаточно.

Я хотел, чтобы итераторы в C ++ 20 были более мощными, чем эта. Например, рассмотрим потребности в zip_iteratorитерации двух последовательностей в шаге блокировки. Когда вы разыменовываете a zip_iterator, вы получаете временный тип pairдвух итераторов reference. Таким образом, zip«ИНГ vector<int>и vector<double>будет иметь эти связанные типы:

zipитератор reference: pair<int &, double &>
zipитератор value_type:pair<int, double>

Как видите, эти два типа не связаны друг с другом, просто добавляя квалификацию cv- и ref верхнего уровня. И все же допускать, что эти два типа произвольно различаются, кажется неправильным. Очевидно, здесь есть некоторые отношения. Но какова связь, и что могут предположить общие алгоритмы, которые работают на итераторах, о двух типах?

Ответ на C ++ 20 является то , что для любого действительного типа итератора, прокси или нет, типы reference &&и value_type &разделяют общие ссылки . Другими словами, для некоторого итератора itесть некоторый тип, CRкоторый делает следующее правильно сформированным:

void foo(CR) // CR is the common reference for iterator I
{}

void algo( I it, iter_value_t<I> val )
{
  foo(val); // OK, lvalue to value_type convertible to CR
  foo(*it); // OK, reference convertible to CR
}

CRэто общая ссылка. Все алгоритмы могут опираться на тот факт, что этот тип существует, и могут использовать его std::common_referenceдля вычисления.

Так вот, какую роль common_referenceиграет STL в C ++ 20. Как правило, если вы не пишете универсальные алгоритмы или прокси-итераторы, вы можете спокойно их игнорировать. Он находится под прикрытием, гарантируя, что ваши итераторы выполняют свои договорные обязательства.

РЕДАКТИРОВАТЬ: ОП также попросил пример. Это немного надумано, но представьте, что это C ++ 20, и вам дан диапазон произвольного доступа rтипа, Rо котором вы ничего не знаете, и вы хотите получить sortдиапазон.

Далее представьте, что по какой-то причине вы хотите использовать мономорфную функцию сравнения, например std::less<T>. (Может быть, вы стерли диапазон, и вам нужно также стереть функцию сравнения и пропустить ее через virtual? Снова отрезок.) Что должно Tбыть в std::less<T>? Для этого вы бы использовали common_reference, или помощник, iter_common_reference_tкоторый реализован в терминах этого.

using CR = std::iter_common_reference_t<std::ranges::iterator_t<R>>;
std::ranges::sort(r, std::less<CR>{});

Это гарантированно сработает, даже если у диапазона rесть прокси-итераторы.