如何返回不同容器对应的range？C++多容器范围返回问题

你的问题核心是std::ranges::views::all对不同容器返回的view类型存在差异（比如std::array对应std::ranges::array_view，std::vector对应std::ranges::vector_view），而lambda的auto返回类型要求所有分支返回完全相同的类型，因此编译失败。以下是两种可行的解决方法：

方法一：使用类型擦除的std::ranges::any_view #

std::ranges::any_view是C++20提供的类型擦除工具，可以容纳任意满足range概念的对象，同时保留遍历能力。只需将lambda的返回类型指定为std::ranges::any_view<T>（T是容器元素类型），所有分支的view都会隐式转换为该类型。

示例代码：

#include <ranges>
#include <array>
#include <vector>
#include <list>
#include <deque>

enum class sound_category { voice, mono, music, sfx };

struct SoundSystem {
    std::array<int, 10> dialogue_voices;
    std::vector<int> mono_voices;
    std::list<int> music_voices;
    std::deque<int> sfx_voices;
};

int main() {
    sound_category category = sound_category::voice;
    SoundSystem* system = new SoundSystem();

    // 指定返回类型为any_view<int>，统一所有分支的返回类型
    auto range = [category, system]() -> std::ranges::any_view<int> {
        switch(category) {
            case sound_category::voice:
                return std::ranges::views::all(system->dialogue_voices);
            case sound_category::mono:
                return std::ranges::views::all(system->mono_voices);
            case sound_category::music:
                return std::ranges::views::all(system->music_voices);
            default:
                return std::ranges::views::all(system->sfx_voices);
        }
    }();

    // 正常遍历range
    for (int elem : range) {
        // 处理元素
    }

    delete system;
    return 0;
}

优缺点：实现简单，代码改动小；类型擦除会带来轻微的性能开销，适合绝大多数场景。

方法二：使用std::variant存储不同Range类型 #

如果对性能要求极高，不想承担类型擦除的开销，可以用std::variant存储所有可能的view类型。使用时通过std::visit访问variant中的具体range。

示例代码：

#include <ranges>
#include <variant>
#include <array>
#include <vector>
#include <list>
#include <deque>

enum class sound_category { voice, mono, music, sfx };

struct SoundSystem {
    std::array<int, 10> dialogue_voices;
    std::vector<int> mono_voices;
    std::list<int> music_voices;
    std::deque<int> sfx_voices;
};

int main() {
    sound_category category = sound_category::voice;
    SoundSystem* system = new SoundSystem();

    // 声明包含所有可能view类型的variant
    using RangeVariant = std::variant<
        decltype(std::ranges::views::all(std::declval<std::array<int,10>>())),
        decltype(std::ranges::views::all(std::declval<std::vector<int>>())),
        decltype(std::ranges::views::all(std::declval<std::list<int>>())),
        decltype(std::ranges::views::all(std::declval<std::deque<int>>()))
    >;

    auto range_variant = [category, system]() -> RangeVariant {
        switch(category) {
            case sound_category::voice:
                return std::ranges::views::all(system->dialogue_voices);
            case sound_category::mono:
                return std::ranges::views::all(system->mono_voices);
            case sound_category::music:
                return std::ranges::views::all(system->music_voices);
            default:
                return std::ranges::views::all(system->sfx_voices);
        }
    }();

    // 使用std::visit访问variant中的range
    std::visit([](auto&& range) {
        for (int elem : range) {
            // 处理元素
        }
    }, range_variant);

    delete system;
    return 0;
}

优缺点：无类型擦除的性能损失；但需要显式声明所有可能的view类型，使用时必须通过std::visit处理，代码复杂度稍高。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3001150