python - c++ 中的循环类似于 python(基于范围的 for)

Question

在 C++ 中像在 Python 中一样执行循环的最简单方法是什么？

for i in range(10): #or range(4, 10, 2) etc
    foo(i)

我的意思是像这样简单而单行的东西

for(auto i: range(10)) //or range(4, 10, 2) or range(0.5, 1.0, 0.1) etc
    foo(i);

但不是这样的:

std::vector<int> v(10);
std::iota(begin(v), end(v), 0);
for(auto i: v) {
    foo(i);
}

或者这个

for(auto i: []{vector<size_t> v(10); return iota(begin(v), end(v), 0), v;}() ) {
    foo(i);         
}

当然，使用这些示例或者只是for(;;)并不难，但我希望有一种方法可以在python中简单明了地做到这一点。

Answer 1

类 Python 的 range 概念不是开箱即用的，但是你可以用一个简单的迭代器来滚动你自己的 Range 类，像这样:

#include <iostream>

template <typename T>
class Range
{
public:
  class iterator
  {
  public:
    explicit iterator(T val, T stop, T step) : m_val(val), m_stop(stop), m_step(step) { }
    iterator& operator ++ ()
    {
      m_val += m_step;
      if ((m_step > 0 && m_val >= m_stop) ||
          (m_step < 0 && m_val <= m_stop))
      {
        m_val = m_stop;
      }
      return *this;
    }
    iterator operator ++ (int) { iterator retval = *this; ++(*this); return retval; }
    bool operator == (iterator other) const {return m_val == other.m_val;}
    bool operator != (iterator other) const {return !(*this == other);}
    T operator * () const { return m_val; }
  private:
    T m_val, m_stop, m_step;
  };

  explicit Range(T stop)
    : m_start(0), m_stop(stop), m_step(1)
  { }

  explicit Range(T start, T stop, T step = 1)
    : m_start(start), m_stop(stop), m_step(step)
  { }

  iterator begin() const { return iterator(m_start, m_stop, m_step); }
  iterator end() const { return iterator(m_stop, m_stop, m_step); }

private:
  T m_start, m_stop, m_step;
};

template <typename T>
Range<T> range(T stop) { return Range<T>(stop); }

template <typename T>
Range<T> range(T start, T stop, T step = 1) { return Range<T>(start, stop, step); }

int main()
{
  for (auto i : range(10)) { std::cout << " " << i; }
  std::cout << std::endl;
  for (auto i : range(4, 10, 2)) { std::cout << " " << i; }
  std::cout << std::endl;
  for (auto i : range(0.5, 1.0, 0.1)) { std::cout << " " << i; }
  std::cout << std::endl;
}

为了支持基于范围的for，迭代器类型和begin()/end() 函数将完成这项工作。 (当然，我上面的实现是快速而肮脏的，并且可能会得到改进。)

你不会像那样绕过自己的类，但一旦你有了它，用法就非常类似于 Python 方法:

for (auto i : range(stop)) { ... }
for (auto i : range(start, stop, step)) { ... }

示例输出(see live version here):

$ g++ -std=c++11 -o test test.cpp && ./test
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 4 6 8
 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

如果你只需要整数范围，你也可以使用boost::irange (感谢 Yakk 的提醒)。