求实现C++20返回底层范围迭代器的range适配器iterator_range

要实现你需要的范围适配器，让范围迭代时产出元素迭代器而非元素本身，我们可以基于C++20的Ranges库构建自定义视图，以下是完整实现方案：

1. 定义迭代器视图类型 #

这个视图会包装输入范围，重写迭代逻辑，让每次迭代返回原范围的迭代器：

#include <ranges>
#include <iterator>

template<std::ranges::input_range Range>
class iterator_view : public std::ranges::view_interface<iterator_view<Range>>
{
private:
    Range m_range;

public:
    iterator_view() = default;
    constexpr explicit iterator_view(Range r) : m_range(std::move(r)) {}

    // 自定义迭代器：产出原范围的迭代器
    struct iterator {
        using iterator_type = std::ranges::iterator_t<Range>;
        iterator_type current;

        constexpr iterator(iterator_type it) : current(std::move(it)) {}

        constexpr iterator_type operator*() const { return current; }
        constexpr iterator& operator++() { ++current; return *this; }
        constexpr iterator operator++(int) { auto tmp = *this; ++current; return tmp; }

        constexpr bool operator==(const iterator& other) const = default;
    };

    // 非const范围的begin/end
    constexpr iterator begin() { return iterator(std::ranges::begin(m_range)); }
    constexpr iterator end() { return iterator(std::ranges::end(m_range)); }

    // const范围的begin/end（适配只读场景）
    constexpr iterator begin() const requires std::ranges::input_range<const Range> {
        return iterator(std::ranges::begin(m_range));
    }
    constexpr iterator end() const requires std::ranges::input_range<const Range> {
        return iterator(std::ranges::end(m_range));
    }
};

2. 定义管道适配接口 #

通过lambda实现适配器，支持管道符|直接调用：

// 全局适配器对象，支持管道语法
inline constexpr auto iterator_range = []<std::ranges::input_range Range>(Range&& r) {
    return iterator_view<std::views::all_t<Range>>(std::forward<Range>(r));
};

3. 使用示例 #

完全匹配你给出的写法，效果等价于标准for循环：

#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> range{0,1,2,3};

    // 迭代获取元素迭代器
    for(std::vector<int>::iterator vit : range | iterator_range) {
        int v = *vit;
        // 此处可直接操作迭代器，比如获取元素地址、判断是否为末尾等
    }

    // 支持const范围的场景
    const std::vector<int> const_range{4,5,6};
    for(auto cit : const_range | iterator_range) {
        int v = *cit;
    }
}

关键细节说明 #

• 依赖C++20及以上标准的Ranges库，主流编译器（GCC 10+、Clang 13+、MSVC 2022+）均支持。
• iterator_view继承自view_interface，自动获得empty()、size()（若原范围支持）等默认范围操作。
• 适配器通过std::views::all_t处理左值/右值范围，保证原范围的生命周期安全。
• 自定义迭代器的operator*直接返回原范围的迭代器，完全匹配你需要的等价效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bradgonesurfing