c++ - 如何以简洁的方式安全地访问容器中的每个第 n 个元素？

Question

考虑一个 STL 容器 C这是可向前迭代的。我需要访问每个 step元素，从idx开始.如果C是一个 vector (即有一个随机访问迭代器)我可以只使用索引算法:

template <class Container>
void go(const Container& C) {
    for(size_t i = idx; i<C.size(); i+=step) {
        /* do something with C[i] */
    }
}

但是，如果 C不支持，例如C是一个列表，需要重写上面的解决方案。一个快速的尝试是:

template <class Container>
void go(const Container& C) {
    size_t max = C.size();
    size_t i = idx;
    for(auto it = std::next(C.begin(),idx); i < max; i+=step, it+=step) {
        /* do something with *it */
    }
}

没多久就可以了……除了它很可能会触发未定义的行为。两者 std::next和 it+=step有可能超越C.end()之前 i < max执行检查。

与最初的 for 相比，我目前使用的解决方案(未显示)确实臃肿。我对第一次迭代和随后的迭代进行了单独检查。很多样板代码...

那么，我的问题是，上面的模式能否以安全、和简洁的方式编写？假设您想将这些循环嵌套 2 或 3 次。你不需要整页代码!

• 代码应该足够短
• 代码应该没有开销。做std::next(C.begin(), i)在 i 的每次迭代中不必要的长，如果你能的话std::advance(it, step)相反。
• 代码应该受益于 it 的情况std::advance 时确实是一个随机访问迭代器可以在恒定时间内执行。
• C是常数。我不插入、删除或修改 C在循环内。

Answer 1

您可以使用辅助函数:

template <typename IT>
IT secure_next(IT it, std::size_t step, IT end, std::input_iterator_tag)
{
    while (it != end && step--) {
        ++it;
    }
    return it;
}


template <typename IT>
IT secure_next(IT it, std::size_t step, IT end, std::random_access_iterator_tag)
{
    return end - it < step ? end : it + step;
}


template <typename IT>
IT secure_next(IT it, std::size_t step, IT end)
{
   return secure_next(it, step, end, typename std::iterator_traits<IT>::iterator_category{});
}

然后:

for (auto it = secure_next(C.begin(), idx, C.end());
     it != C.end();
     it = secure_next(it, step, C.end()) {
    /* do something with *it */
}

或者，使用 range-v3 ，你可以这样做:

for (const auto& e : C | ranges::view::drop(idx) | ranges::view::stride(step)) {
    /* do something with e */
}