n={0,1,...,n-1}

Question

自然数 n 的正式定义（在集合论中）如下：

0 是空集
1 = {0}
n = {0,1,...,n-1}

我认为如果允许我这样做的话，这将使一些 C++ 代码变得更加简单：

for (int n : 10)
    cout << n << endl;

它打印了从0到9的数字。

所以我尝试执行以下操作，但无法编译：

#include <iostream>
#include <boost/iterator/counting_iterator.hpp>


    boost::counting_iterator<int> begin(int t)
    {
        return boost::counting_iterator<int>(0);
    }

    boost::counting_iterator<int> end(int t)
    {
        return boost::counting_iterator<int>(t);
    }



int main() 
{
    for (int t : 10)
        std::cout << t << std::endl;

    return 0;
}

关于如何实现这一目标有什么建议吗？我使用 clang++ 时收到以下错误：

main.cpp:22:20: error: invalid range expression of type 'int'; no viable 'begin' function available
        for (int t : 10)
                ^ ~~

但我认为我应该被允许这样做！ :)

编辑：我知道如果我在 for 循环中添加单词“范围”（或其他单词），我可以“伪造”它，但我想知道是否可以不这样做。

Answer 1

这是做不到的。来自C++ 14 标准草案第 6.5.4 节（但 C++11 将非常相似）

begin-expr 和 end-expr 确定如下：

(1.1) — 如果 _
RangeT
是数组类型，[...];

嗯，这显然不适用。

int

不是数组

(1.2) — 如果 _RangeT 是类类型，[...]

不，这也不适用。

(1.3) — 否则，begin-expr 和 end-expr 分别是
begin(__range)
和
end(__range)
，

哦！这看起来很有希望。您可能需要将

begin

和

end

移至全局命名空间，但仍然...

哪里
begin
和
end
在关联的命名空间中查找 (3.4.2)。 [ 注意：普通的不合格查找（3.4.1）不执行。 — 尾注]

（强调我的）。打扰！没有任何与

int

关联的命名空间。具体来说，来自第 3.4.2 节

— 如果 T [在我们的例子中为
int
] 是基本类型，则其关联的命名空间和类集都是空的。

唯一的解决方法是编写一个具有合适的开始和结束方法的类

range

。然后你就可以写出非常Pythonic的代码了：

for (int i : range(5))

Answer 2

如果您查看基于范围的

for

循环的 cppreference 页面，或者更好的是标准的相关部分 ([stmt.ranged]p1)，您会看到它如何确定 begin_expr
用于循环。与 int

 相关的是

(1.3) 否则，begin-expr 和 end-expr 分别是 begin(__range)
 和 
end(__range)
，其中 begin 和 end 在关联的命名空间中查找 (
[basic.lookup.argdep] ）。 [ 注意：不执行普通的不合格查找（[basic.lookup.unqual]）。 — 尾注 ]

（

强调已添加）

不幸的是，对于用例来说，对于诸如

int

之类的基本类型，依赖于参数的查找永远不会返回任何内容。

相反，您可以声明一个类作为范围表达式，并为其提供

begin

和

end

 方法：

struct Range {
    using value_type = unsigned int;
    using iterator = boost::counting_iterator<value_type>;

    unsigned int max;

    iterator begin() const
    {
        return iterator(0);
    }

    iterator end() const
    {
        return iterator(max);
    }
};

此类的潜在改进包括：

begin

和

end

 方法

constexpr

（这需要编写您自己的

boost::counting_iterator

 版本，或者让 Boost 制作他们的版本

constexpr

）

Range operator""_range
unsigned int
```
以外的类型。
```

现场演示

那么你问题中的例子看起来像

for (int n : Range{10}) {
    std::cout << n << '\n';
}

您仍然无法直接使用

int

，但您可以接近。

Answer 3

只是为了好玩...

您已将此问题标记为 C++14，因此您可以使用

std::integer_sequence

和

std::make_integer_sequence

。

如果自然数在编译时已知（如示例中的

10

），您可以编写一个简单的

constexpr

函数

getArray()

（带有辅助函数

getArrayH

）来获取从零到值的

std::array

N-1

template <typename T, T ... Vals>
constexpr std::array<T, sizeof...(Vals)>
   getArrayH (std::integer_sequence<T, Vals...> const &)
 { return { { Vals... } }; }

template <typename T, T Val>
constexpr auto getArray ()
 { return getArrayH(std::make_integer_sequence<T, Val>{}); }

并称之为

for ( auto const & i : getArray<int, 10>() )

以下是完整的工作示例

#include <array>
#include <utility>
#include <iostream>

template <typename T, T ... Vals>
constexpr std::array<T, sizeof...(Vals)>
   getArrayH (std::integer_sequence<T, Vals...> const &)
 { return { { Vals... } }; }

template <typename T, T Val>
constexpr auto getArray ()
 { return getArrayH(std::make_integer_sequence<T, Val>{}); }

int main ()
 {
   for ( auto const & i : getArray<int, 10>() )
      std::cout << i << std::endl;
 }

Answer 4

您可以使用一些接近您想要的语法，但您需要一个包含要迭代的数字的数组。

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
for (int n : a)
    std::cout << n << std::endl;

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for

编辑：要在不声明每个值的情况下创建数组，您可以检查这个问题：Is there a compact equal to Python range() in C++/STL

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