如何将std::pair<迭代器,迭代器>传入期望std::ranges::range的接口？

背景 #

C11中std::pair不支持基于范围的for循环，也未提供begin()/end()方法。到C20，尽管范围（ranges）支持大幅增强，但存储两个迭代器的std::pair依旧不满足std::ranges::range概念，无法直接用于std::ranges::for_each这类新范围API。std::ranges::subrange才是迭代器对表示范围的标准类型，但旧代码仍大量使用std::pair实现类似功能，需要衔接方案。

核心需求 #

• 无需解构pair，可直接作为范围API的参数
• 若pair来自函数调用，仅需调用一次（避免std::ranges::subrange(func().first, func().second)这种重复调用）
• 语法尽可能简洁，优先STL内置方案，其次Boost或自行实现

解决方案 #

1. STL内置方案 #

方法1：用std::apply包装

std::apply可将pair的两个元素作为参数传递给subrange构造函数，且仅计算一次pair表达式：

#include <ranges>
#include <utility>
#include <algorithm>

// 示例旧函数：返回迭代器pair
std::pair<int*, int*> get_old_range(int* arr, size_t n) {
    return {arr, arr + n};
}

int main() {
    int arr[] = {1,2,3,4,5};
    // 仅调用一次get_old_range，直接传入pair表达式
    std::ranges::for_each(
        std::apply(std::ranges::subrange{}, get_old_range(arr, 5)),
        [](int x) { /* 处理逻辑 */ }
    );
}

依赖C++17的CTAD（类模板实参推导）可省略subrange的模板参数，语法更简洁。

方法2：结构化绑定+临时变量

允许临时变量的情况下，语法直观且仅调用一次函数：

auto [beg, end] = get_old_range(arr, 5);
std::ranges::for_each(std::ranges::subrange(beg, end), [](int x) { /* 处理逻辑 */ });

2. 自行实现方案 #

方法1：短名称转换函数

实现一个极简的转换函数，适配左值/右值pair：

#include <ranges>
#include <utility>

// 短名称函数（比如`sr`），快速转换pair为subrange
template <std::input_iterator Iter>
constexpr auto sr(const std::pair<Iter, Iter>& p) {
    return std::ranges::subrange(p.first, p.second);
}

template <std::input_iterator Iter>
constexpr auto sr(std::pair<Iter, Iter>&& p) {
    return std::ranges::subrange(std::move(p.first), std::move(p.second));
}

// 使用示例
std::ranges::for_each(sr(get_old_range(arr, 5)), [](int x) { /* 处理逻辑 */ });

方法2：自定义隐式转换包装类

通过包装类让特定std::pair隐式转为满足range概念的类型（注意：不要全局重载std::pair的转换，避免冲突）：

#include <ranges>
#include <utility>

template <std::input_iterator Iter>
struct PairRange : std::ranges::subrange<Iter> {
    // 隐式构造接受pair
    constexpr PairRange(const std::pair<Iter, Iter>& p) 
        : std::ranges::subrange<Iter>(p.first, p.second) {}
    constexpr PairRange(std::pair<Iter, Iter>&& p) 
        : std::ranges::subrange<Iter>(std::move(p.first), std::move(p.second)) {}
};

// 模板推导指引
template <std::input_iterator Iter>
PairRange(std::pair<Iter, Iter>) -> PairRange<Iter>;

// 自定义接受range的函数
void process_range(std::ranges::input_range auto&& r) {
    std::ranges::for_each(r, [](int x) { /* 处理逻辑 */ });
}

// 使用示例：直接传入pair，隐式转换为PairRange
process_range(get_old_range(arr, 5));

3. Boost方案 #

Boost的boost::iterator_range支持直接从std::pair构造，语法简洁：

#include <boost/range/iterator_range.hpp>
#include <ranges>

// 使用示例
std::ranges::for_each(
    boost::make_iterator_range(get_old_range(arr, 5)),
    [](int x) { /* 处理逻辑 */ }
);

boost::make_iterator_range接受迭代器对（包括std::pair），返回满足范围概念的对象，且仅计算一次pair表达式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者interfect