C++23：如何在Range管道中保留输入范围的格式化类型特征？

C++23的范围格式化功能可通过{fmt}库实现：std::set这类关联容器会以{}格式输出，std::vector等序列容器则采用[]格式。fmt内部通过检查范围是否存在嵌套的key_type typedef来分派格式化逻辑——std::set包含该类型，std::vector则不包含。

但当std::set经过任意view管道（如std::views::reverse）后，生成的view会丢失key_type，导致格式化效果与std::vector一致，示例代码如下：

#include <ranges>
#include <set>
#include <fmt/ranges.h>

int main()
{
    auto s = std::set<int>({ 2, 3, 5, 7 });

    fmt::println("{}", s);                                              // 输出{ 2, 3, 5, 7 }，格式正确
    fmt::println("{}", s | std::views::reverse);                        // 输出[2, 3, 5, 7]，不符合预期
    fmt::println("{}", s | std::views::reverse | std::views::reverse);  // 仍为[]格式，无法恢复集合样式
}

请问是否存在方法，能在Range管道中保留输入范围的“集合特性”（即对应的格式化类型）？

以下几种方法可解决该问题：

1. 自定义formatter，基于原始容器特性检测 #

绕过key_type的限制，通过检测view的原始容器类型来复用关联容器的格式化逻辑。例如针对std::set生成的view做特化：

#include <ranges>
#include <set>
#include <fmt/ranges.h>
#include <type_traits>

// 为std::set派生的view复用set的格式化规则
template<typename View>
requires std::is_base_of_v<std::set<typename View::value_type>, typename View::base_type>
struct fmt::formatter<View, char> : fmt::formatter<std::set<typename View::value_type>, char> {};

int main()
{
    auto s = std::set<int>({ 2, 3, 5, 7 });
    fmt::println("{}", s | std::views::reverse);  // 输出{ 2, 3, 5, 7 }，格式正确
}

这种方式需要针对每种关联容器的view单独特化，适合特定场景下的精准适配。

2. 包装view，注入key_type标签 #

创建一个简单的适配器，给生成的view添加key_type typedef，让fmt的默认分派逻辑继续识别为集合类型：

#include <ranges>
#include <set>
#include <fmt/ranges.h>

template<std::ranges::input_range R>
struct preserve_set_view : std::ranges::views::all_t<R> {
    using key_type = typename std::ranges::range_value_t<R>;
    using std::ranges::views::all_t<R>::all_t;
};

template<std::ranges::input_range R>
preserve_set_view(R&&) -> preserve_set_view<R>;

// 定义适配器函数，方便管道调用
auto preserve_set = [](auto&& r) {
    return preserve_set_view{std::forward<decltype(r)>(r)};
};

int main()
{
    auto s = std::set<int>({ 2, 3, 5, 7 });
    fmt::println("{}", s | std::views::reverse | preserve_set);  // 输出{ 2, 3, 5, 7 }
}

该方法通过给view补充key_type，让fmt自动沿用集合的格式化规则，实现成本低且通用性较好。

3. 显式指定格式化格式 #

如果不需要自动类型识别，可直接手动拼接集合风格的输出格式：

fmt::println("{{{}}}", fmt::join(s | std::views::reverse, ", "));

这种方式最直接，无需修改类型系统，但需要手动控制格式细节。

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