for循环索引类型推演最佳实践

Question

假设我有一个类型为c 的容器，它提供了一个size() 方法，我想在跟踪每个项目的索引的同时循环这个容器：

for (/*TODO*/ i = 0; i < c.size(); i++) {...}

在后 C++11 世界中，自动类型推导很好地解决了许多问题。我们应该用什么来代替上面的TODO？无论size() 是什么类型，我认为唯一正确的是以下内容：

for (decltype(c.size()) i = 0; i < c.size(); i++) {...}

但这似乎过于冗长，而且在我看来，这无助于可读性。

另一种解决方案可能是这样的：

for (auto end = c.size(), i = 0; i < end; i++) {...}

但这也无助于提高可读性，当然，与原始 sn-p 的语义也不相同。

所以，我的问题是：什么是推断循环索引变量类型的最佳方法，只给定索引限制的类型。

Answer 1

对文本中第一个问题的简短回答：您应该将/*TODO*/ 替换为unsigned、std::size_t 或类似的东西，意思是：不要费心去推断类型，只需选择适合任何合理容器尺寸的类型。

这将是一个无符号的、相当大的类型，因此编译器不会因为可能的精度损失而对你大喊大叫。在上面的 cmets 中，您写道，size_t 不能保证成为decltype(c.size()) 的良好替代品，但是虽然实现索引与size_t 不兼容的容器并非不可能，这样的 indizes 肯定不是数字（因此与 i = 0 不兼容），并且容器也不会有 size 方法。 size() 方法意味着一个非负整数，并且由于 size_t 是为精确的这些数字而设计的，因此几乎不可能拥有一个无法用它表示的大小的容器。

您的第二个问题旨在如何推断类型，并且您已经提供了最简单但不完美的答案。如果您想要一个不像decltype 那样冗长且不像auto end 那样令人惊讶的解决方案，您可以在某些实用程序标头中为起始索引定义模板别名和生成器函数：

template <class T> 
using index_t = decltype(std::declval<T>().size());

template <class T, class U>
constexpr index_t<T> index(T&&, U u) { return u; }

//and then in the actual location of the loop:
for (auto i = index(c,0); i < c.size(); ++i) {...}
//which is the same as
for (auto i = index_t<std::vector<int>>(0); i < c.size(); ++i) {...}

如果您想要更通用的索引类型，例如对于没有size 方法的数组和类，它会变得有点复杂，因为模板别名可能不是专门的：

template <class T>
struct index_type {
  using type = decltype(std::declval<T>().size());
};

template <class T>
using index_t = typename index_type<T>::type;

template <class T, class U>
constexpr index_t<T> index(T&&, U u) { return u; }

//index_type specializations
template <class U, std::size_t N>
struct index_type<U[N]> { 
  using type = decltype(N); 
};

template <>
struct index_type<System::AnsiString::AnsiString> { //YUCK! VCL!
  using type = int; 
};

但是，这只是在少数情况下需要索引，而简单的 foreach 循环是不够的。

Answer 2

如果 c 是一个容器，你可以使用container::size_type。

Answer 3

这是我遵循的优先级

1) range-for
2) iterator/begin()/end() 与 auto 推断类型。

对于需要索引的情况，这是这里的主题，我更喜欢使用

for( auto i = 0u; i < c.size(); ++i) {...}

即使我没有在0 中添加u，编译器还是会警告我。

---

如果不是太冗长，我会喜欢decltype

for (decltype(c.size()) i = 0; i < c.size(); i++) {...}

Answer 4

嗯...这需要 C++14 或在 lambda 参数中支持 auto 的编译器。如果您经常使用这种模式，那么帮助功能可能会很有用：

template< typename Container, typename Callable >
void for_each_index( Container& container, Callable callable )
{
    for (decltype(container.size()) i = 0; i < container.size(); i++)
    {
        callable(i);
    }
}

用作：

for_each_index(c, [] (auto index) {
    // ...
});

Answer 5

事实上，我已经看到很多次（咳嗽 llvm，clang）他们使用的地方

for (/* type */ iter = begin(), End = end(); iter != End; ++i);

在开始时评估End 的好处是编译器可以确定它不需要每次都调用它。对于计算 end 很简单并且编译器已经能够推断出它不需要多次调用 end() 的集合，它没有帮助，但在其他情况下它会。

或者你总是可以使用助手：

Implementing enumerate_foreach based on Boost foreach