用c++11打造类似于python的range
python中的range函数表示一个连续的有序序列，range使用起来很方便，因为在定义时就隐含了初始化过程，因为只需要给begin()和end()或者仅仅一个end()，就能表示一个连续的序列。还可以指定序列产生的步长，如range(0,10,8)产生的序列为[0, 8], 默认的步长为1，range(3)表示的序列是[0,1,2]。range的遍历也很方便：
for i in range(3):
print i
c++11中增加了一项新特性range-based for循环，其实这也不是什么新东西，在c#、java和python等语言中已经有了。这种循环方式非常简洁，它的内部其实是对传统的begin()/end()方式的遍历做了包装，算是一个循环的语法糖。用法很简单：
//遍历vector
std::vector v;
for(auto i : v)
{
cout<
}
//以只读方式遍历map
std::map map;
for(const auto& item : map)
{
cout << item->first<second<
}
c++11的range-based for循环有意思的地方是他可以支持自定义类型的遍历，但是要求自定义类型满足三个条件：
要实现begin()和end()，他们分别用来返回第一个或最后一个元素的迭代器 www.jx-jf.com
提供迭代终止的方法;
提供遍历range的方法 www.yzyedu.com
满足这三个条件之后，我们自定义的类型就能支持range-based for循环了。
再回到刚才提到的python的range()，它很好用，但是c++中目前还没有类似的东西，虽然标准库中有很多容器如vector、list、queue、map、初始化列表和array等等都已经支持了range-based for循环，但是他们使用起来还是不够方便，比如要生成一个有序序列时，需要专门去初始化，如果有一个类似于python range的东西就比较完美了。虽然c++11现在没有，但我们可以自己用c++11去实现一个类似的range，而且我还想让这个range比python的range更强大，让它不仅仅能支持整数还能支持浮点数，同时还能双向迭代，实现这个range还是比较简单的，看看具体实现吧：
namespace Cosmos
{
template
class RangeImpl
{
class Iterator;
public:
RangeImpl(value_t begin, value_t end, value_t step = 1) :m_begin(begin), m_end(end), m_step(step)
{
if (step>0&&m_begin >= m_end)
throw std::logic_error("end must greater than begin.");
else if (step<0 && m_begin <= m_end)
throw std::logic_error("end must less than begin.");
m_step_end = (m_end - m_begin) / m_step;
if (m_begin + m_step_end*m_step != m_end)
{
m_step_end++;
}
}
Iterator begin()
{
return Iterator(0, *this);
}
Iterator end()
{
return Iterator(m_step_end, *this);
}
value_t operator[](int s)
{
return m_begin + s*m_step;
}
int size()
{
return m_step_end;
}
private:
value_t m_begin;
value_t m_end;
value_t m_step;
int m_step_end;
class Iterator
{
public:
Iterator(int start, RangeImpl& range) : m_current_step(start), m_range(range)
{
m_current_value = m_range.m_begin + m_current_step*m_range.m_step;
}
value_t operator*() { return m_current_value; }
const Iterator* operator++()
{
m_current_value += m_range.m_step;
m_current_step++;
return this;
}
bool operator==(const Iterator& other)
{
return m_current_step == other.m_current_step;
}
bool operator!=(const Iterator& other)
{
return m_current_step != other.m_current_step;
}
const Iterator* operator--()
{
m_current_value -= m_range.m_step;
m_current_step--;
return this;
}
private:
value_t m_current_value;
int m_current_step;
RangeImpl& m_range;
};
};
template
auto Range(T begin, T end, V stepsize)->RangeImpl
{
return RangeImpl(begin, end, stepsize);
}
template
RangeImpl Range(T begin, T end)
{
return RangeImpl(begin, end, 1);
}
template
RangeImpl Range(T end)
{
return RangeImpl(T(), end, 1);
}
}
再看看测试代码：
void TestRange()
{
cout << "Range(15):";
for (int i : Range(15)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range(2,6):";
for (int i : Range(2, 6)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range(10.5, 15.5):";
for (float i : Range(10.5, 15.5)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range(35,27,-1):";
for (int i : Range(35, 27, -1)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range(2,8,0.5):";
for (float i : Range(2, 8, 0.5)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range(8,7,-0.1):";
for (auto i : Range(8, 7, -0.1)){
cout << " " << i;
}
cout << endl;
cout << "Range('a', 'z'):";
for (auto i : Range('a', 'z'))
{
cout << " " << i;
}
cout << endl;
}
测试结果：
可以看到这个range不仅仅会根据步长生成有序序列，还能支持浮点类型和char类型以及双向迭代，比python的range更强大。
