为什么某些编程语言会限制您编辑正在循环的数组？答案

【问题标题】：Why do some programming languages restrict you from editing the array you're looping through?为什么某些编程语言会限制您编辑正在循环的数组？
【发布时间】：2009-08-20 21:41:27
【问题描述】：

伪代码：

for each x in someArray {
    // possibly add an element to someArray
}

我忘记了在某些语言中引发的异常的名称。

我很想知道为什么有些语言禁止这种用例，而另一些语言则允许。允许的语言是否不安全——容易陷入一些陷阱？或者禁止语言只是过于谨慎，或者可能是懒惰（他们本可以实现语言来优雅地处理这种情况，但根本没有打扰）。

谢谢！

【问题讨论】：

为什么投反对票？这是一个合法的编程语言设计问题。
我想不出一种语言（我用过的）不允许您尝试对其进行编辑。如果您从someArray 中删除x，可能会遇到并发问题。
这需要语言的名称，抛出的异常，甚至是导致问题的代码。简单地说，也许你没有做你认为你在做的事情。除非得到补充，否则我会投票关闭它。
这就是我问题的全部要点；一些编程语言（我认为 C# 就是其中之一）完全阻止了你尝试；即上面的伪代码不会编译。我可以理解对 for 循环意味着什么的更严格的期望（例如“遍历每个数组元素，恰好一次”）。但是，如果我的程序员想要在我的数组中添加或删除元素，我为什么不呢？
好的。我认为 C# 不允许这样做。 Perl 允许这样做。这是我想到的两种语言。

标签： programming-languages loops for-loop

【解决方案1】：

您希望行为是什么？

list = [1,2,3,4]
foreach x in list:
    print x
    if x == 2: list.remove(1)

可能的行为：

list 是一些链表类型的迭代器，其中删除不会影响您当前的迭代器：

[1,2,3,4]

list 是一些数组，你的迭代器通过指针增量迭代：

[1,2,4]

和之前一样，只是系统尝试缓存迭代次数

[1,2,4,<segfault>]

问题在于实现这个允许 foreach 循环的可枚举/序列接口的不同集合具有不同的行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

根据语言（或平台，如 .Net），迭代的实现方式可能不同。

通常，foreach 在数组上创建一个 Iterator 或 Enumerator 对象，该对象在内部保持其关于迭代细节的状态。如果修改数组（通过添加或删除元素），迭代器状态将与数组的新状态不一致。

.Net 等平台允许您定义自己的枚举器，这些枚举器可能不易添加/删除底层数组的元素。

迭代时添加/删除元素问题的通用解决方案是收集新列表/集合/数组中的元素，并在枚举完成后添加/删除收集的元素。

【讨论】：

【解决方案3】：

假设您的数组有 10 个元素。您到达第 7 个元素，并在那里决定您需要在数组的前面添加一个新元素。哦哦！该元素不会被迭代！ for each 至少对我来说具有对数组的每个元素进行一次且仅一次操作的语义。

【讨论】：

【解决方案4】：

您的伪示例代码会导致无限循环。对于您查看的每个元素，您将添加一个到集合中，因此如果您至少有 1 个元素开始，您将拥有 i（迭代计数器）+ 1 个元素。

【讨论】：

他说“可能添加”而不是“总是添加”:)

【解决方案5】：

数组的元素数量通常是固定的。您可以通过允许发生灵活性的包装对象（例如 List）获得灵活大小的宽度。我怀疑如果他们使用的机制创建了一个全新的数组来允许编辑，那么语言可能会出现问题。

【讨论】：

【解决方案6】：

许多编译语言实现“for”循环，假设迭代次数将在循环启动时计算一次（或者更好的是，编译时）。这意味着如果您在“for i = 1 to x”循环中更改“to”变量的值，它不会改变迭代次数。这样做可以进行大量循环优化，这对于加速数字处理应用程序非常重要。

如果您不喜欢这种语义，那么您应该改用该语言的“while”构造。

请注意，在这种世界观中，C 和 C++ 没有适当的“for”循环，只有花哨的“while”循环。

【讨论】：

【解决方案7】：

要实现列表和枚举器来处理此问题，将意味着大量开销。这种开销总是存在的，而且只在极少数情况下有用。

此外，选择的任何实现并不总是有意义。举个简单的例子，在枚举时在列表中插入一个项目，新项目是否总是包含在枚举中，总是被排除，还是应该取决于项目在列表中的添加位置？如果我在当前位置插入项目，这是否会改变枚举器的 Current 属性的值，是否应该跳过当前当前项目，即下一个项目？

【讨论】：

【解决方案8】：

这只发生在 foreach 块中。使用带有索引值的 for 循环，您将被允许这样做。只需确保向后迭代，这样您就可以删除项目而不会引起问题。

【讨论】：

【解决方案9】：

在我看来，在集合上实现迭代可能有两种情况。

迭代器遍历为其创建的集合
迭代器迭代为其创建的集合的副本

当动态对集合进行更改时，第一个选项应该更新其迭代序列（这可能非常困难甚至不可能可靠地完成）或拒绝这种可能性（抛出异常）。最后一个显然是安全的选择。

在第二个选项中，可以对原始集合进行更改，而不会影响迭代顺序。但是在迭代中不会看到任何调整，这可能会让用户感到困惑（泄漏抽象）。

我可以想象语言/库以同等的价值实现这些可能性。

【讨论】：