Почему диапазоны::views::remove_if | ranges::to_vector и ranges::actions::remove_if генерируют другой код? И что мне предпочесть и почему?

Я не уверен, что даже теоретически возможно, что они сгенерируют один и тот же код. Давайте рассмотрим два подхода.

Действия

std::vector<int> bar(std::vector<int> v, bool(*p)(int)) {
    return std::move(v) | ranges::actions::remove_if (p);
}

С помощью действий это берет v, мутирует его на месте, чтобы удалить элементы, удовлетворяющие p, и возвращает то же самое v обратно. Это эквивалентно написанию:

std::vector<int> bar(std::vector<int> v, bool(*p)(int)) {
    std::erase_if (v, p);
    return v;
}

Или, как было до C++20:

std::vector<int> bar(std::vector<int> v, bool(*p)(int)) {
    v.erase(std::remove_if (v.begin(), v.end(), p), v.end());
    return v;
}

Определенно никакого распределения не происходит, мы просто перемещаем кучу int, а затем меняем v.size().

Взгляды

std::vector<int> foo(std::vector<int> v, bool(*p)(int)) {
    return v | ranges::views::remove_if (p) | ranges::to_vector;
}

views::remove_if — ленивый фильтр. Это дает нам представление об элементах v, которые не удовлетворяют p. Затем to_vector собирается построить новый vector, который требует выделения, и скопировать все элементы v, которые не удовлетворяют p, в новый vector. Этот новый вектор возвращается.

Будет ли это сочетаться с оптимизацией?

Первоначально выражение v | remove_if (p) | to_vector выделяет новый vector<int>, отличный от v. v жив на протяжении всего этого выражения, поэтому вы не можете повторно использовать здесь память v.

Оптимизация здесь заключается не только в том, чтобы признать, что v неизбежно уничтожается, и поэтому его выделение можно использовать повторно. Но также новый vector имеет не более того же размера, что и v, поэтому повторное использование его выделения является жизнеспособной стратегией. Но также и то, что элементы этого нового vector заполняются таким образом, чтобы можно было повторно использовать это распределение.

По сути, эти два случая представляют собой просто разные алгоритмы. Иногда компиляторы могут это понять, но это кажется огромной натяжкой. Если бы такая оптимизация существовала, она бы, по сути, была создана вручную для этого сценария.

И что мне предпочесть и почему?

В общем, ответом на этот вопрос будет использование наиболее конкретного инструмента для работы. Если у вас есть vector<int> и вам просто нужны элементы, которые не удовлетворяют p, и вам вообще не нужны исходные элементы - это actions::remove_if (или, в зависимости от контекста, просто прямой вызов std::erase_if). Это задача, для решения которой создан actions::remove_if.

Если вам не нужен контейнер всех элементов, удовлетворяющих p, а нужно просто по требованию выбрать (некоторые) из них — это views::remove_if.

Иногда желание лучше. Иногда лучше лениться. Это действительно зависит от проблемы.