New Type Functions/Utilities for Dealing with Ranges in C++20
Generic Types of Ranges
类型萃取从字面意思上来说其实就是帮助我们挑选某个对象的类型，筛选特定的对象来做特定的事。可以先来回顾一下以前的写法。
#include <vector>
#include <iterator>
int main() {
std::vector v{1, 2, 3};
using iterator_type = std::vector<int>::iterator;
using difference_type = std::iterator_traits<iterator_type>::difference_type;
using iterator_catogory = std::iterator_traits<iterator_type>::iterator_category;
using pointer = std::iterator_traits<iterator_type>::pointer;
using reference = std::iterator_traits<iterator_type>::reference;
using value_type = std::iterator_traits<iterator_type>::value_type;
}到了C++20，我们有了ranges，我们有了更多强大的工具，可以说它们是处理ranges的强大工具，我们来看看具体的内容。
通过上图，很多内容都直观明了，为了避免晦涩难懂的抽象话术，我们通过代码来看看具体用法。
#include <vector>
#include <ranges>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <type_traits>
int main() {
std::vector v{10, 20, 30};
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>::difference_type,
std::iterator_traits<decltype(v)::iterator>::difference_type>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>::pointer,
std::iterator_traits<decltype(v)::iterator>::pointer>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>::reference,
std::iterator_traits<decltype(v)::iterator>::reference>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>::value_type,
std::iterator_traits<decltype(v)::iterator>::value_type>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>::iterator_category,
std::iterator_traits<decltype(v)::iterator>::iterator_category>); // OK
// 可以明显看到，比起传统的迭代器萃取，C++20的处理方式更加简洁，只用传入ranges类型，而不用传入迭代器类型，或许这就是ranges的魅力所在。
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::sentinel_t<decltype(v)>,
decltype(end(v))>); // OK
// 获取哨兵类型。
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_reference_t<decltype(v)>,
decltype(v[0])>); // OK, both are int&
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_reference_t<decltype(v)>,
std::remove_reference_t<decltype(v[0])>>); // Error, int& and int
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_value_t<decltype(v)>,
std::remove_reference_t<decltype(v[0])>>); // OK, both are int
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_value_t<decltype(v)>,
decltype(v[0])>); // Error, int and int&
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_size_t<decltype(v)>,
std::size_t>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_difference_t<decltype(v)>,
std::ptrdiff_t>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::range_rvalue_reference_t<decltype(v)>,
decltype(std::move(v[0]))>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::borrowed_iterator_t<decltype(v)>,
std::ranges::dangling>); // OK
static_assert(std::is_same_v<std::ranges::borrowed_subrange_t<decltype(v)>,
std::ranges::dangling>); // OK
}
Generic Types of Iterators
回到迭代器这一话题，为了更好的支持新的迭代器类型特征，你应该用如下的方式来代替传统的类型萃取。
#include <vector>
#include <ranges>
#include <type_traits>
#include <iterator>
int main() {
std::vector v{1, 2, 3};
using iterator_type = std::vector<int>::iterator;
static_assert(std::is_same_v<std::iter_value_t<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>>, int>);
static_assert(std::is_same_v<std::iter_reference_t<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>>, int&>);
static_assert(std::is_same_v<std::iter_rvalue_reference_t<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>>, int&&>);
static_assert(std::is_same_v<std::iter_difference_t<std::ranges::iterator_t<decltype(v)>>, std::ptrdiff_t>);
using type1 = std::common_reference_t<int, int>; // int
using type2 = std::common_reference_t<int&, int>; // int
using type3 = std::common_reference_t<int&, int&>; // int&
using type4 = std::common_reference_t<int&, int&&>; // const int&
using type5 = std::common_reference_t<int&&, int&&>; // int&&
}common_reference_t过于复杂，暂且先跳过。可以看到，这也是萃取类型的一种方式，只不过写法不同罢了。话说回来，std::ranges::range_value_t<Rg>其实就是std::iter_value_t<std::ranges::iterator_t<Rg>>的简化。
New Functional Types
std::identity是一个函数对象，返回对象本身，可以搭配ranges的算法一起使用。
#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <ranges>
#include <algorithm>
int main() {
std::vector v{1, 2, 3};
auto pos = std::ranges::find(v, 9, [](auto x) { return x * x; });
if (pos != end(v))
std::cout << "Exist\n";
auto pos2 = std::ranges::find(v, 3, std::identity{});
if (pos2 != end(v))
std::cout << "Exist\n";
auto pos3 = std::ranges::find(v, 3);
if (pos3 != end(v))
std::cout << "Exist\n";
}pos处传入一个lambda表达式，对容器当中的每一个元素进行平方，然后返回对应的迭代器。pos2处传入的正是std::identity，即对象自身，相当于不对原容器进行任何的具体操作，它跟pos3本质上是相同的。
std::compare_three_way也是一个函数对象，它与<=>这个运算符有关联。这个运算符有个有意思的名字，叫宇宙飞船运算符，因为它的形状长得像宇宙飞船。这是C++20比较有意思的一个特性。
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <functional>
int main() {
int a{3}, b{4};
auto result = (a <=> b);
if (result < 0)
std::cout << "a < b\n";
else if (result == 0)
std::cout << "a == b\n";
else
std::cout << "a > b\n";
}
Other New Types for Dealing with Iterators
C++20，还有更多的值得探索......