C++11支持range-based for循環。這是一個很方便的特性,能省挺多代碼。以下代碼就能很方便的遍歷vector中的元素,並打印出來:
1 2 3 4 5 6 7 8std::vector<
int
> int_vec;
int_vec.push_back(1);
int_vec.push_back(2);
//如果要修改int_vec中的元素,將變量x聲明為 int& 即可
for
(
int
x: int_vec)
{
std::cout << x << endl;
}
可以遍歷的對象包括:
(對於動態生成的數組的遍歷,用下面介紹的Range類也能省不少代碼)
參考http://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for 可知,
語句 for (
range_declaration :
range_expression)
loop_statement
與以下語句作用等價:
1 2 3 4 5 6 7 8 9{
auto
&& __range = range_expression ;
for
(
auto
__begin = begin_expr,
__end = end_expr;
__begin != __end; ++__begin) {
range_declaration = *__begin;
loop_statement
}
}
對於可遍歷的類對象,__begin和__end分別由類的begin()和end()方法產生。且由於__range變量是右值引用,如果range_expression的結果是右值,其將會在循環結束後析構。
這樣,C++11終於支持了這種現代編程語言都支持的遍歷方式了。但是,無論是語法還是標准庫都不支持對具體數字的遍歷,比如python中的 for i in xrange(1,5)語句中,x將連續取[1,4]中的值。(Boost庫有irange類可以滿足這個需求,但是下面會討論下我的實現)
最直接的方法,就是寫一個函數,返回一個vector<int>對象,其元素為從begin到end的值。但這樣每次循環時都得構造一個這樣的對象,略慢。
從標准來看,如果一個類要支持這樣遍歷,至少得有begin()和end()方法。在for循環的初始化部分,調用了這兩個方法之後,就沒這個類啥事了——都是迭代器的事。所以很自然,從迭代器上下手。這個迭代器必須支持三種操作:!=,前綴++,解引用。有沒發現,如果這個“迭代器”是個int數值的話,上面循環中的__begin!=__end;++__begin語句就是一個非常自然的實現。現在的目標很簡單了:這個“迭代器”不遍歷容器中的每個元素,而就是一個簡單的int數值的封裝。對其解引用將返回這個數,而比較和自加操作均對這個數進行操作。
有想法之後,實現起來就很容易了。首先定義一個仿迭代器 FakeIter ,其對一個數值進行封裝,並重載必須的操作符。
class
FakeIter
{
typedef
long
_VType;
//數值的類型為long。當然了,也可以寫個模板出來
public
:
explicit
FakeIter(_VType val)
:value_(val){}
bool
operator != (
const
FakeIter& other)
const
{
return
(
this
->GetValue()) != (other.GetValue());
}
_VType operator* ()
const
{
return
GetValue();
}
const
FakeIter& operator++ ()
{
++value_;
return
*
this
;
}
private
:
_VType GetValue()
const
{
return
value_;
}
_VType value_;
};
至於“容器”類的實現,就更簡單了:實現begin()和end()方法,並返回上面的FakeIter就好了。類中的方法加了一些cout語句,可以更清楚的了解循環執行時具體方法的調用過程,實際用時可以刪掉。
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Range
{
typedef
long
_VType;
//同樣,也可以弄個模板出來,但是就不方便用了
public
:
Range (_VType begin_v, _VType end_v)
:begin_value_(begin_v), end_value_(end_v)
{
cout<<
"Range::Range()"
<<endl;
}
~Range()
{
cout<<
"Range::~Range()"
<<endl;
}
FakeIter begin ()
const
{
cout<<
"Range::begin()"
<<endl;
return
FakeIter(begin_value_);
}
FakeIter end ()
const
{
cout<<
"Range::end()"
<<endl;
return
FakeIter(end_value_ );
}
private
:
_VType begin_value_;
_VType end_value_;
};
好了,試試看這貨有沒用:
1 2 3 4 5for
(
auto
x: Range(1,5))
{
std::cout<<x<<endl;
}
std::cout<<
"Loop end"
<<endl;
在vs2012及clang下輸出如下:
Range::Range()
Range::begin()
Range::end()
1
2
3
4
Range::~Range()
Loop end
嗯,如果把那些影響視線的輸出語句的注釋掉的話貌似能用了。現在要遍歷一個new生成的數組的話,只需用這東西Range個下標,世界就清靜了。
但是,步長呢!好吧,貌似我暫時還沒這方面的需求。不過實現起來也很簡單:修改FakeIter類就可以了,可以增加一個表示步長的成員,然後再修改自加操作。更進一步,也可以加一個生成器方法,就能變成一個更通用的生成器了。配合C++11 lambda操作符,用起來也挺方便。