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:
std::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:
{ 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。
class 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:
for (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。