之前写了一个char32_iterator，简单说就是封装一个string::const_iterator，在operator*的时候将它引用的utf-8序列转为utf-32编码的单个字符返回——这看上去很简单。平时各位在编程的过程中一定会遇到类似的需求：实现一个惰性的transform，在一个容器的每一个元素上应用一个转换函数，但不是立即应用，而是等到使用它的时候即时转换。这听起来就像C#的Linq或者Java的Stream API。熟悉C++的你，一定会想到封装一个迭代器，就像我前面的char32_iterator一样，对引用的原始序列进行一个变换——这个变换还多半是纯函数，在operator*被调用的时候返回这个变换后的值。

思考起来没什么问题，等到编写的时候，你会遇到一个问题，那就是，这个被封装过一层的迭代器——我们以后叫他proxy iterator——应该属于哪种iterator category呢？是继承被封装的迭代器的category吗？如果这个变换函数是纯函数，那么是否说明这个迭代器可以重复扫描整个序列而使返回结果不变，满足Multipass Guarantee从而至少可以是一个Forward Iterator呢？

结果很残酷，这个proxy iterator，不管它封装的迭代器是什么category，它只能是一个Input Iterator，也就是最弱的那个迭代器。为什么呢？因为它不满足Multipass Guarantee。

Multipass Guarantee的定义在这里

简单说，Multipass Guarantee不仅仅要求迭代器允许拷贝和在解引用后原位置仍有效，同时它还要求相同的两个迭代器，解引用后得到的对象应该是同一对象，进一步说，同一对象指的是相同地址。这也就要求，我们的迭代器至少要指向一个确定存在的序列，才能拥有满足Multipass Guarantee的必要条件。像上面所说的proxy iterator，在解引用的时候即时返回变换的结果，是个右值，就算你提前算好保存在了迭代器内部，返回它的引用，也不满足相同迭代器指向同一对象的要求，所以这就不满足Multipass Guarantee。

最后我们的proxy iterator的category不得不回退到了Input Iterator上，最后一个问题是，迭代器的operator*要求返回引用，而我们的迭代器解引用时返回的是右值，这可以吗？可以，cppreference又说了，不是Forward Iterator的Input Iterator，operator*的返回值可以不是引用——可以是右值，或者一个proxy类什么的随你的便——这个洞开的好啊，不然真不知道怎么实现cpplinq。

p.s. 这篇文章翻译腔很重，我也不知道为什么，但是文章确实是我原创的。

C++坑点集合 - 2 严格的Multipass Guarantee