Ranges-v3中transform无法直接处理split_view结果的编译问题

问题场景 #

我尝试使用ranges-v3拆分SNMP OID字符串并返回std::deque<uint32_t>类型的拆分结果。
添加额外中转步骤后代码可正常运行，代码如下：

#include <range/v3/all.hpp>

/// split the supplied string into nodes, using '.' as a delimiter
/// @param the path to split , e.g "888.1.2.3.4"
/// @return a std::deque<uint32_t> containing the split paths
static std::deque<uint32_t> splitPath(std::string_view path) {
    constexpr std::string_view delim{"."};
    
    auto tmp = path | ranges::views::split(delim)
                | ranges::to<std::vector<std::string>>()
                ;

    return tmp  | ranges::views::transform([](std::string_view v) {
                      return std::stoul(std::string{v}); })
                | ranges::to<std::deque<uint32_t>>();
}

最初预期可以直接通过链式调用实现，无需中转变量：

static std::deque<uint32_t> splitPath(std::string_view path) {
    constexpr std::string_view delim{"."};
    
    return path | ranges::views::split(delim)
                | ranges::views::transform([](std::string_view v) {
                      return std::stoul(std::string{v}); })
                | ranges::to<std::deque<uint32_t>>();
}

该写法触发如下编译错误：

error: no match for ‘operator|’ (operand types are 
‘ranges::split_view<std::basic_string_view<char>, 
 std::basic_string_view<char> >’ and
‘ranges::views::view_closure<ranges::detail::
bind_back_fn_<ranges::views::transform_base_fn, ahk::snmp::
{anonymous}::splitPath(std::string_view)::<lambda(std::string_view)> > >’)

   36 |     return path | ranges::views::split(delim)
      |            ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |                 |
      |                 ranges::split_view<std::basic_string_view<char>, 
                         std::basic_string_view<char> >
   37 |                 | ranges::views::transform([](std::string_view v) {
      |                 ^ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |                                           |
      |                                           ranges::views::view_closure<ranges::detail::bind_back_fn_
<ranges::views::transform_base_fn, ahk::snmp::
{anonymous}::splitPath(std::string_view)::<lambda(std::string_view)> > >

   38 |                       return std::stoul(std::string{v}); })

存在的疑问：

• 为什么调用ranges::views::transform前必须先将第一步操作的结果转换为std::vector并存入命名变量tmp？
• 如下移除命名变量tmp的链式写法同样编译失败，原因是什么？

static std::deque<uint32_t> splitPath(std::string_view path) {
    constexpr std::string_view delim{"."};
    
    return path | ranges::views::split(delim)
                | ranges::to<std::vector<std::string>>()
                | ranges::views::transform([](std::string_view v) {
                      return std::stoul(std::string{v}); })
                | ranges::to<std::deque<uint32_t>>();
}

需要明确问题根因，以及符合Ranges-v3设计规范的简洁正确实现方式。

问题根因 #

核心问题是对ranges::views::split返回的元素类型存在认知偏差：
split执行后返回的是惰性拆分视图，遍历该视图得到的每个子元素不是std::string_view类型，而是ranges库内部定义的连续子范围类型，该类型无法隐式转换为std::string_view，因此直接传入接收std::string_view参数的lambda时，会出现管道运算符重载匹配失败，也就是你看到的编译错误。
中转写法能运行的原因是：你通过ranges::to<std::vector<std::string>>()提前把拆分视图实体化成了存储std::string的vector，存入命名变量tmp后，vector的元素是具名的std::string左值，可以隐式转换为std::string_view传入lambda，因此可以正常编译。
移除tmp的链式中转写法编译失败，是因为旧版本ranges-v3中，ranges::to返回的右值容器直接接入视图适配器时，存在右值引用绑定的适配问题，导致元素类型无法正确匹配lambda的参数类型。
另外需要注意：中途把视图实体化为std::vector<std::string>的写法属于反模式，会产生不必要的内存分配和字符串拷贝，完全违背ranges视图惰性求值、零拷贝的设计初衷。

符合规范的正确实现 #

不需要任何中间容器中转，直接在transform步骤中用子范围的迭代器构造std::string_view即可，全程零额外内存分配，写法简洁符合ranges设计规范：

#include <range/v3/all.hpp>
#include <string_view>
#include <deque>
#include <cstdint>
#include <string>

/// split the supplied string into nodes, using '.' as a delimiter
/// @param path the path to split , e.g "888.1.2.3.4"
/// @return a std::deque<uint32_t> containing the split paths
static std::deque<uint32_t> splitPath(std::string_view path) {
    constexpr std::string_view delim{"."};
    
    return path | ranges::views::split(delim)
                | ranges::views::transform([](auto&& sub_range) {
                      // 用子范围的首尾迭代器构造string_view，无额外拷贝
                      std::string_view part{sub_range.begin(), sub_range.end()};
                      return static_cast<uint32_t>(std::stoul(std::string{part}));
                  })
                | ranges::to<std::deque<uint32_t>>();
}

如果使用较新版本的ranges-v3，还可以直接用ranges::to<std::string_view>()直接把拆分的子范围转为std::string_view，写法更简洁：

static std::deque<uint32_t> splitPath(std::string_view path) {
    constexpr std::string_view delim{"."};
    
    return path | ranges::views::split(delim)
                | ranges::views::transform([](auto&& sub_range) {
                      auto part = sub_range | ranges::to<std::string_view>();
                      return static_cast<uint32_t>(std::stoul(std::string{part}));
                  })
                | ranges::to<std::deque<uint32_t>>();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mark