使用C++實現Range序列生成器的示例代碼

更新時間：2023年11月05日 08:21:28 作者：lyshark

在C++編程中,經常需要迭代一系列數字或其他可迭代對象,本文將使用C++來實現一個簡單的Range封裝,文中的示例代碼講解詳細,感興趣的可以了解下

在C++編程中，經常需要迭代一系列數字或其他可迭代對象。通常，這需要編寫復雜的循環(huán)結構，但有一種精妙的方法可以使這一過程變得更加簡單和可讀。如果你使用過Python語言那么一定對Range語句非常的數據，我們可以使用C++來實現一個簡單的Range封裝，如下代碼定義了一個名為Range的命名空間，其中包含一個RangeImpl類和相關的函數，用于生成指定范圍內的數值序列。這序列生成器支持指定開始值、結束值和可選步長，確保生成的序列滿足指定的條件。此代碼簡化了迭代數值序列的過程，提高了代碼的可讀性和可維護性，適用于處理不同數據類型的序列。

首先讀者需要新建一個Range.hpp頭文件，并包含這個生成器代碼。

namespace Range
{
  template<typename value_t>
  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<typename T, typename V>
  auto Range(T begin, T end, V stepsize)->RangeImpl<decltype(begin + end + stepsize)>
  {
    return RangeImpl<decltype(begin + end + stepsize)>(begin, end, stepsize);
  }

  template<typename T>
  RangeImpl<T> Range(T begin, T end)
  {
    return RangeImpl<T>(begin, end, 1);
  }

  template<typename T>
  RangeImpl<T> Range(T end)
  {
    return RangeImpl<T>(T(), end, 1);
  }
}

當需要使用這個特殊的語句時，只需要直接引入到項目中，如下代碼所示展示了如何在不同的情況下創(chuàng)建和迭代不同類型的數值序列，包括整數、浮點數和字符序列。以下是對每個循環(huán)的簡要描述：

第一個循環(huán)使用Range::Range(15)創(chuàng)建一個整數序列，范圍從0到14。
第二個循環(huán)使用Range::Range(2, 6)創(chuàng)建一個整數序列，范圍從2到5。
第三個循環(huán)使用Range::Range(10.5, 15.5)創(chuàng)建一個浮點數序列，范圍從10.5到15.5。
第四個循環(huán)使用Range::Range(35, 27, -1)創(chuàng)建一個遞減的整數序列，范圍從35到27。
第五個循環(huán)使用Range::Range(2, 8, 0.5)創(chuàng)建一個浮點數序列，范圍從2到8，步長為0.5。
第六個循環(huán)使用Range::Range(8, 7, -0.1)創(chuàng)建一個浮點數序列，范圍從8到7，步長為-0.1。
最后一個循循環(huán)使用Range::Range('a', 'z')創(chuàng)建一個字符序列，范圍從'a'到'z'。

這個示例程序演示了如何使用 Range 序列生成器輕松生成不同類型的序列，無需編寫復雜的循環(huán)結構，從而簡化了代碼編寫過程。每個循環(huán)迭代并輸出相應的序列元素，使讀者能夠更輕松地處理不同類型的數據。

#include <iostream>
#include "Range.hpp"

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
  for (int i : Range::Range(15))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (int i : Range::Range(2, 6))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (float i : Range::Range(10.5, 15.5))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (int i : Range::Range(35, 27, -1))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (float i : Range::Range(2, 8, 0.5))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (auto i : Range::Range(8, 7, -0.1))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }

  for (auto i : Range::Range('a', 'z'))
  {
    std::cout << i << std::endl;
  }
  
  std::system("pause");
  return 0;
}

到此這篇關于使用C++實現Range序列生成器的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關C++序列生成器內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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