如何在C 20中使用范围进行更有表现的数据操纵？

如何在C 20中使用范围进行更有表现的数据操纵？

C 20引入了山脉库，该库提供了一种更具表现力和更合并的方式来操纵数据与传统循环结构相比。要有效地使用范围进行数据操作，您需要了解以下概念和步骤：

1. 范围概念：范围由某些概念（例如Range ， View和Iterator定义。 Range是可以迭代的任何值序列。 View是一个轻巧的，非持有范围，可以组成以创建更复杂的操作。

2. 范围适配器：这些功能以输入为范围并返回新范围。常见的适配器包括filter ， transform ， take和drop 。例如：

    <code class="cpp">#include <ranges> #include <vector> #include <iostream> int main() { std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; auto even_numbers = numbers | std::views::filter([](int i){ return i % 2 == 0; }); for (auto num : even_numbers) { std::cout </int></iostream></vector></ranges></code>

   该代码从矢量numbers中滤出均匀的数字。

3. 管道：您可以链多个适配器来创建管道来进行更复杂的数据操作：

    <code class="cpp">auto result = numbers | std::views::filter([](int i){ return i % 2 == 0; }) | std::views::transform([](int i){ return i * 2; });</code>

   该管道首先过滤数字，然后通过加倍每个数字来转换它们。

4. 范围算法： <algorithm></algorithm>库已扩展到使用范围。例如：

    <code class="cpp">auto sum = std::accumulate(numbers | std::views::filter([](int i){ return i % 2 == 0; }), 0);</code>

   这计算numbers中的偶数总和。

通过掌握这些概念，您可以为数据操作编写更可读和简洁的代码，从而使您的程序更加可维护和表现力。

使用C 20范围比传统循环进行数据操作有什么好处？

使用C 20范围可提供与传统循环进行数据操作的几个好处：

1. 表现力：范围使您可以更声明的方式表达数据转换，这可以使您的代码易于阅读和理解。例如，您可以使用简单的管道，而不是编写嵌套循环来过滤和转换数据。
2. 合成性：范围适配器可以轻松组成以创建复杂的数据转换。这种模块化减少了错误的机会，并使修改和扩展代码更加容易。
3. 简洁：基于范围的操作通常比基于等效循环的解决方案更简洁。这可能导致较少的代码行，这通常与较少的错误相关。
4. 效率：范围视图是懒惰的，不会创建不必要的中间数据结构，这在许多情况下都可以提高性能。
5. 安全性：范围提供编译时间检查，降低了传统循环可能发生的错误或迭代器无效等错误的风险。
6. 并行化：范围的设计考虑了未来的增强功能，例如更容易的并行化和对Coroutines的支持，这可以改善大型数据集的性能。

C 20范围可以简化复杂的数据转换，如果是，如何？

是的，C 20范围可以显着简化复杂的数据转换。以下是：

1. 链接操作：您可以链多个范围适配器在单个可读管道中执行一系列转换。例如：

    <code class="cpp">auto result = numbers | std::views::filter([](int i){ return i % 2 == 0; }) | std::views::transform([](int i){ return i * i; }) | std::views::take(3);</code>

   该管道过滤了数字，使它们平整，并取得前三个结果。

2. 懒惰的评估：懒惰的范围视图懒散地评估，这意味着仅在需要数据时才能应用转换。这对于您可能不需要一次处理所有数据的大型数据集特别有益。

3. 自定义适配器：您可以创建自定义范围适配器以封装复杂的转换，从而使代码更模块化和重复使用。例如：

    <code class="cpp">auto square_if_even = [](auto&& range) { return std::views::filter(range, [](int i){ return i % 2 == 0; }) | std::views::transform([](int i){ return i * i; }); }; auto result = square_if_even(numbers);</code>

4. 错误处理：使用范围，您可以使用跳过或转换错误数据点的适配器更优雅地处理错误。

通过利用这些功能，您可以将复杂的数据转换分解为较小，更易于管理的零件，从而使代码易于编写，理解和维护。

如何将C 20范围集成到现有代码库中以提高数据操纵效率？

可以系统地完成将C 20范围集成到现有代码库中，以提高数据操纵效率。以下是一些步骤和注意事项：

1. 评估兼容性：确保您的编译器支持C 20功能。 GCC，Clang和Visual Studio等流行的编译器具有良好的C 20支持。
2. 增量采用：首先确定涉及重复数据操作的代码库的一部分，例如过滤，映射或减少集合。这些是使用范围的主要候选人。

3. 重构：开始重构代码的这些部分。例如，转换一个嵌套循环，该环路将向量过滤和转换为范围管道：

    <code class="cpp">// Before std::vector<int> result; for (int num : numbers) { if (num % 2 == 0) { result.push_back(num * 2); } } // After auto result = numbers | std::views::filter([](int i){ return i % 2 == 0; }) | std::views::transform([](int i){ return i * 2; });</int></code>

4. 测试：彻底测试重构代码，以确保其行为与原始代码相同。范围可能更有效，易于错误，但是验证结果很重要。
5. 绩效评估：测量使用范围前后的性能。在许多情况下，由于懒惰的评估和优化的实现，范围将提高效率。
6. 文档和培训：记录您对范围的使用，并考虑培训团队如何有效使用它们。这将有助于确保在您的代码库中充分实现范围的好处。
7. 逐渐扩展：随着您对范围的舒适度，将其用途扩展到代码库的其他部分，在那里它们可以提高数据操纵效率。

通过遵循以下步骤，您可以逐渐有效地将C 20范围集成到现有代码库中，从而导致更具表现力，高效和可维护的数据操作代码。

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