C++中ranges::copy_if与配合views::filter的vector迭代器构造对比

以下是两种C++实现方案的对比和选择建议：

你提到的两种实现代码如下：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <utility>
#include <fmt/ranges.h>

const std::vector<int> vals{1,2,3,47,8472};
const auto filter_pred = [](const int i){return i%2==0;};

// ranges::copy_if 方案
void fna(){
    std::vector<int> result;
    std::ranges::copy_if(vals, std::back_inserter(result), filter_pred);
    std::cout << fmt::format("{}", result) << std::endl;
}

// filter_view + 迭代器构造方案
void fn1(){
    auto filtered = vals | std::views::filter(filter_pred);
    std::vector<int> result {filtered.begin(), filtered.end()};
    std::cout << fmt::format("{}", result) << std::endl;
}

std::vector<int> fna_val(){
    std::vector<int> result;
    std::ranges::copy_if(vals, std::back_inserter(result), filter_pred);
    return result;
}

std::vector<int> fn1_val(){
    auto filtered = vals | std::views::filter(filter_pred);
    return {filtered.begin(), filtered.end()};
}

int main(){
    fna();
    fn1();
    std::cout << fmt::format("{}", fna_val()) << std::endl;
    std::cout << fmt::format("{}", fn1_val()) << std::endl;
}

差异与选择判断 #

• 性能层面二者几乎没有差异：因为过滤后的元素数量都是未知的，都无法提前预分配空间，编译器优化后生成的汇编代码基本一致，不需要出于性能考量选择某一种。
• 兼容性与编译速度：如果项目使用C++17及更早版本，或者不需要用到其他 ranges 特性，优先选std::copy_if方案，不需要引入<ranges>头文件，编译速度更快，兼容性更好。
• 代码可读性与可维护性：C++20及以上版本优先选filter_view+迭代器构造方案：这是声明式的写法，先明确声明过滤规则，再直接构造目标容器，不需要声明可变的中间容器，代码意图更清晰；如果后续需要新增映射、切片等其他数据处理操作，直接在视图管道后追加对应views操作即可，后续的容器构造逻辑不需要修改，可扩展性远高于copy_if方案。
• 版本升级潜力：C++23已经支持vector直接从范围构造，不需要显式调用.begin()和.end()，现有filter_view方案的代码可以无缝升级为更简洁的写法：

  std::vector<int> result{vals | std::views::filter(filter_pred)};
  

• 特殊场景选择ranges::copy_if：如果是往已有的容器中追加过滤后的元素，而非新建容器，只能选择ranges::copy_if配合插入迭代器实现，范围构造仅适用于新建容器的场景。

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