为何std::istream_iterator<std::string_view>无法通过GCC/Clang编译

为何GCC和Clang无法编译如下代码片段？需求是返回存储std::string_view元素的std::vector，但尝试从std::stringstream中直接提取std::string_view类型数据时编译失败。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <string_view>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <ranges>


[[ nodiscard ]] std::vector< std::string_view >
tokenize( const std::string_view inputStr, const size_t expectedTokenCount )
{
    std::vector< std::string_view > foundTokens { };

    if ( inputStr.empty( ) ) [[ unlikely ]]
    {
        return foundTokens;
    }

    std::stringstream ss;
    ss << inputStr;

    foundTokens.reserve( expectedTokenCount );

    std::copy( std::istream_iterator< std::string_view >{ ss }, // 该行触发编译错误
               std::istream_iterator< std::string_view >{ },
               std::back_inserter( foundTokens ) );

    return foundTokens;
}

int main( )
{
    using std::string_view_literals::operator""sv;
    constexpr auto text { "Today is a nice day."sv };

    const auto tokens { tokenize( text, 4 ) };

    std::cout << tokens.size( ) << '\n';
    std::ranges::copy( tokens, std::ostream_iterator< std::string_view >{ std::cout, "\n" } );
}

注：将代码中std::istream_iterator的模板参数从std::string_view替换为std::string后，代码即可正常编译通过。

核心问题出在std::istream_iterator的依赖要求和std::string_view的类型特性冲突：

• std::istream_iterator<T> 要求类型T必须支持流提取操作（即存在合法的operator>>(std::istream&, T&)重载），但C++标准库从未提供针对std::string_view的流提取运算符。
• 这个缺失不是标准库的疏漏：std::string_view是非持有型的只读视图，它本身不分配内存存储字符，仅保存外部字符串的指针和长度，没有可供写入的自有字符缓冲区。流提取操作需要把从流中读取到的字符写入目标对象的内存，string_view根本不具备承接写入内容的能力，自然不可能支持流提取。
• 替换为std::string可以正常编译，是因为std::string是持有内存的值类型，标准库专门为其实现了流提取逻辑：读取空白分隔的token后会将字符拷贝到string自有的堆内存中，完全符合流写入的要求。

额外说明：哪怕自行给std::string_view实现流提取重载也没有实际意义，因为你无法修改string_view保存的指针和长度来适配每次读取到的可变长度token，强行实现只会触发悬空引用或者内存越界。

如果要返回std::vector<std::string_view>，完全没必要经过std::stringstream做多余的字符串拷贝，直接基于原始输入字符串切分视图即可，性能远高于流操作方案：

#include <iostream>
#include <string_view>
#include <vector>
#include <ranges>
#include <iterator>

[[nodiscard]] std::vector<std::string_view>
tokenize(const std::string_view inputStr, const size_t expectedTokenCount)
{
    std::vector<std::string_view> foundTokens;
    foundTokens.reserve(expectedTokenCount);

    // 基于C++20 ranges直接切分原始字符串，全程无额外内存拷贝
    for (auto&& subrange : inputStr | std::views::split(' ')) {
        const std::string_view token(subrange.data(), subrange.size());
        if (!token.empty()) { // 过滤连续空格产生的空token
            foundTokens.push_back(token);
        }
    }

    return foundTokens;
}

int main()
{
    using std::string_view_literals::operator""sv;
    constexpr auto text{"Today is a nice day."sv};

    const auto tokens{tokenize(text, 5)};

    std::cout << tokens.size() << '\n';
    std::ranges::copy(tokens, std::ostream_iterator<std::string_view>{std::cout, "\n"});
}

使用注意：该方案返回的所有std::string_view都直接指向原始输入字符串的内存，必须保证原始输入字符串的生命周期长于所有token的使用周期，否则会出现悬空视图问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者digito_evo