std::views::transform搭配filter时函数调用次数异常咨询

该现象是C++ ranges视图惰性求值特性+旧版本GCC标准库实现缺陷共同导致的，具体逻辑如下：

• 所有std::views生成的视图都不会提前存储计算结果，只有在迭代访问元素的时候才会实时执行绑定的转换、过滤逻辑，属于惰性求值。
• 单独使用std::views::transform生成v1时，迭代过程每访问一个元素只会触发一次square计算，遍历4个元素正好调用4次，和向量长度一致，符合预期。
• 链式调用transform+filter生成v2时，GCC 10.3附带的libstdc++实现中，filter视图的迭代器没有缓存上游transform已经计算出的结果：
  1. 迭代器移动时，会先调用square计算当前元素值，传给isEven做奇偶判断
  2. 如果元素满足过滤条件（是偶数），后续下游std::ranges::copy读取该元素值输出时，会再次调用square重新计算一次该元素的值
  3. 不满足过滤条件的奇数元素只会被计算一次，不会重复触发

6次调用的具体计数拆解 #

对应输入向量{1,2,3,4}，调用次数累加过程为：

1. 处理元素1：调用square得1，isEven判断为奇数过滤，累计1次
2. 处理元素2：第一次调用square得4，isEven判断为偶数保留；copy输出时第二次调用square取值，累计3次
3. 处理元素3：调用square得9，isEven判断为奇数过滤，累计4次
4. 处理元素4：第一次调用square得16，isEven判断为偶数保留；copy输出时第二次调用square取值，累计6次

注：该重复调用属于GCC 10.x版本libstdc++的实现bug，更高版本的标准库已经为filter迭代器增加了上游值缓存逻辑，修复后该场景下square的调用次数会回归到和向量长度一致的4次。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HEKTO