在封闭范围内循环

Question

您将如何修复此代码？

template <typename T> void closed_range(T begin, T end)
{
    for (T i = begin; i <= end; ++i) {
        // do something
    }
}

• T 被限制为整数类型，可以是更广泛的此类类型，并且可以是有符号或无符号的

• begin可以是numeric_limits<T>::min()

• end可以是numeric_limits<T>::max()（在这种情况下++i会在上面的代码中溢出）

我有好几种方法，但没有一个是我真正喜欢的。

Answer 1

也许，

template <typename T> void closed_range(T begin, const T end)
    if (begin <= end) {
        do {
            // do something
        } while (begin != end && (++begin, true));
    }
}

诅咒，我的第一次尝试是错误的，上面的修复并不像我希望的那样漂亮。怎么样：

template <typename T> bool advance(T &value) { ++value; return true; }

template <typename T> void closed_range(T first, const T last)
    if (first <= last) {
        do {
            // do something
        } while (first != last && advance(first));
    }
}

即使 T 不是整数类型，std::advance 也没有歧义，因为std::advance 有 2 个参数。因此，如果出于某种原因您想要一个封闭的范围，该模板也可以与随机访问迭代器一起使用。

或者来点集合论怎么样？显然，如果您只在一个封闭范围内编写一个循环，这将是巨大的矫枉过正，但如果这是您想做很多事情的事情，那么它会使循环代码大致正确。不确定效率：在一个非常紧凑的循环中，您可能需要确保调用endof：

#include <limits>
#include <iostream>

template <typename T>
struct omega {
    T val;
    bool isInfinite;
    operator T() { return val; }
    explicit omega(const T &v) : val(v), isInfinite(false) { }
    omega &operator++() {
        (val == std::numeric_limits<T>::max()) ? isInfinite = true : ++val;
        return *this;
    }
};

template <typename T>
bool operator==(const omega<T> &lhs, const omega<T> &rhs) {
    if (lhs.isInfinite) return rhs.isInfinite;
    return (!rhs.isInfinite) && lhs.val == rhs.val;
}
template <typename T>
bool operator!=(const omega<T> &lhs, const omega<T> &rhs) {
    return !(lhs == rhs);
}

template <typename T>
omega<T> endof(T val) { 
    omega<T> e(val);
    return ++e;
}

template <typename T>
void closed_range(T first, T last) {
    for (omega<T> i(first); i != endof(last); ++i) {
        // do something
        std::cout << i << "\n";
    }
}

int main() {
    closed_range((short)32765, std::numeric_limits<short>::max());
    closed_range((unsigned short)65533, std::numeric_limits<unsigned short>::max());
    closed_range(1, 0);
}

输出：

32765
32766
32767
65533
65534
65535

在 omega<T> 对象上使用其他运算符时要小心。我只实现了演示的绝对最小值，omega<T> 隐式转换为T，因此您会发现您可以编写可能丢弃 omega 对象的“无限性”的表达式。您可以通过声明（不一定定义）一整套算术运算符来解决这个问题；或者如果 isInfinite 为真，则在转换中抛出异常；或者只是不要担心它，因为你不能不小心将结果转换回欧米茄，因为构造函数是显式的。但是比如omega<int>(2) < endof(2)为真，而omega<int>(INT_MAX) < endof(INT_MAX)为假。

Answer 2

编辑：重新设计以更接近 OP。

#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T> void closed_range(T begin, T end)
{
    for( bool cont = (begin <= end); cont; )
    {
        // do something
        cout << begin << ", ";
        if( begin == end )
            cont = false;
        else
            ++begin;
    }

    // test - this should return the last element
    cout << " --  " << begin;
}
int main()
{
    closed_range(10, 20);
    return 0;
}

输出是：

10、11、12、13、14、15、16、17、18、 19, 20, -- 20

Answer 3

template <typename T, typename F>
void closed_range(T begin, T end, F functionToPerform) 
{
    for (T i = begin; i != end; ++i) { 
        functionToPerform(i);
    }
    functionToPerform(end);
} 

Answer 4

这行得通，而且相当清楚：

T i = begin;
do {
   ...
}
while (i++ < end);

如果您想捕捉 begin >= end 的特殊情况，您需要像 Steve Jessop 的解决方案一样添加另一个 if。

Answer 5

我的看法：

// Make sure we have at least one iteration
if (begin <= end)
{
    for (T i = begin; ; ++i)
    {
        // do something

        // Check at the end *before* incrementing so this won't
        // be affected by overflow
        if (i == end)
            break;
    }
}