生成从 0 到 n-1 的数字的惯用方法是什么？答案

【问题标题】：What's the idiomatic way to generate the numbers from 0 to n-1?生成从 0 到 n-1 的数字的惯用方法是什么？
【发布时间】：2014-02-27 07:01:18
【问题描述】：

在任意类型、数组或向量中生成从 0 到 n-1 的数字时，可接受的 C++ 习语是什么？

换句话说，我该怎么写：

template <typename T> vector<T> generate_integers_upto(size_t n);

或

template <typename T> T* generate_integers_upto(size_t n);

【问题讨论】：

how to "return an object" in C++的可能重复
你会写：std::vector<T> x(n); std::iota(x.begin(), x.end(), T());
你真的需要对象同时存在吗？如果没有，请使用 Boost.Range：template< class T > iterator_range< counting_iterator<T> > generate_integers_upto(size_t n) { return counting_range<T>(0, n); }
@SteveJessop Boost::Range 库（以及迭代器）应该被添加到标准库中。我总是怀念标准库中那种高级数字抽象。
@Manu343726：我认为有些细节是困难的，比如管理你最终会遇到的各种重载算法，这些算法已经有多种形式，带有可选的谓词等等。

标签： c++ vector idioms

【解决方案1】：

惯用的方法是按值返回。为简单起见，您可以使用 std::iota 填充向量，但这是次要的：

#include <vector>
#include <numeric>

template<typename T>
std::vector<T> generate(std::size_t n)
{
  std::vector<T> v(n);
  std::iota(std::begin(v), std::end(v), T());
  return v;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

只需按值返回，让编译器决定什么（RVO、移动返回等）更有效：

template<typename T>
std::vector<T> generate( std::size_t n , T begin = 0u )
{
    std::vector<T> result( n );

    std::iota( std::begin( result ) , std::end( result ) , begin );

    return result;
}

请注意，默认返回类型是unsigned int。当然你可以改变传递给函数的值来改变返回值，或者显式指定返回类型：

int main()
{
    auto sequence = generate<float>( 100 );
}

此实现基于std::iota() 标准库算法。

【讨论】：

我相信问题是关于这个函数的惯用实现而不是如何声明它。
@AdrianMcCarthy 好的，我已经更新了答案，显示了一个使用 std::iota() 的实现示例。
从签名中删除了右值引用。

【解决方案3】：

这取决于你想用这些数字做什么。

如果您真的想要一个范围，而不是一个容器，那么boost::irange 就足够了。它甚至不需要任何[大量]内存！

它lets you do cool stuff like this:

#include <iostream>
#include <boost/range/irange.hpp>

using boost::irange;
using std::cout;

int main()
{
    for (auto i : irange(0, 42))
        cout << i << ' ';
}

// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
// 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您希望该函数为您创建数组，则按值返回std::vector。

如您的第一个示例所做的那样，返回引用要么是无效的（如果向量是一个现在已被销毁的局部变量），要么是奇怪且容易出错（因为现在某处有一个向量需要以某种方式管理）。

返回一个指针，大概是一个分配的数组，很容易出错，因为没有什么可以确保调用者正确地释放它。

一种更灵活的替代方法是采用迭代器范围。为两个迭代器重载它可能是有意义的：

std::vector<int> v(10);       // non-empty vector
generate(v.begin(), v.end()); // replace existing elements

还有一个迭代器和一个大小：

std::vector<int> v;             // empty vector
generate(back_inserter(v), 10); // insert new elements

请注意，C++11 库有一个 std::iota，它的作用类似于第一个版本（并可用于实现其中任何一个），但与第二个不同。

【讨论】：