有没有办法将这个 "for i" c++ 预处理器宏转换为现代 C++ (11+)？

Question

我正在寻找一种方法来用更现代的东西替换这个 C++ 预处理器宏。

#define fori(FORI_TYPE, FORI_FROM, FORI_TO) \
            for(FORI_TYPE i{FORI_FROM}; \
            ((FORI_FROM) < (FORI_TO)) ? (i < (FORI_TO)) : (i > (FORI_TO)); \
            ((FORI_FROM) < (FORI_TO)) ? ++i : --i )

理想情况下，我可以摆脱所有的 ?运算符（constexpr 在这里有用吗？）并且 "fori" 不会像现在使用 proceprocessor 版本（对 ? 运算符的评估）那样产生任何间接费用。另外，类型安全。

用法示例：

fori(size_t, 0, n)
{
    cout << i << endl;
}

Answer 1

就其价值而言，您总是需要知道迭代的方向，因此您无法摆脱这种开销。也就是说，通过远离宏，您至少可以使其更容易优化（部分通过使输入 const 促进对它们的 duplicate/similar 条件的折叠，部分通过预先计算 "step" 完全消除其中一些条件的距离）。

就宏而言，那个还不错（尽管它可能会使用一个 () 或两个……）。

真正 "modern" 的做法是使用 counting iterator, or something related to irange。

例如，天真地改编 Neil 的代码以提供自动步进方向检测：

#include <iostream>

template <class T>
class range
{
private:
    class iter
    {
    private:
        T at, step;
    public:
        iter(T at, T step) : at(at), step(step) {}
        bool operator!=(iter const& other) const { return at != other.at; }
        T const& operator*() const { return at; }
        iter& operator++() { at += step; return *this; }
    };

    T begin_val;
    T end_val;
    T step_val;

public:

    range(const T begin_val, const T end_val)
        : begin_val(begin_val)
        , end_val(end_val)
        , step_val(begin_val > end_val ? -1 : 1)
    {}

    iter begin() { return iter(begin_val, step_val); }
    iter end() { return iter(end_val, step_val); }
};

int main()
{
   for (auto i : range<unsigned>(42, 10))
      std::cout << i << ' ';
   std::cout << '\n';
}

// Output: 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

(live demo)

或者，坦率地说，您可以编写以下内容并完成它：

#include <iostream>

int main()
{
   for (unsigned int i = 42; i > 10; --i)
      std::cout << i << ' ';
   std::cout << '\n';
}

// Output: 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

(live demo)

每个人都会明白这一点；无需技巧。

在任何一种情况下，尽管有我上面的示例，I'd actually advise not using unsigned types for this.

Answer 2

我们可以通过使用模板来摆脱宏，尽管这确实意味着必须添加回调函数。

//f is of the form void func(int i)
template <typename T, typename F>
void fori(const T from, const T to, F f)
{
    for(
        T i  = from;
        (from < to) ? (i < to) : (i > to);
        (form < to) ? ++i : --i 
    ) {
         f(i);
 }

用法：

fori<int>(1, 20, [](int i) {
    std::cout << i << std::endl;
});

这也可以使用 C++20 概念进行改进。

Answer 3

要生成一个类型的序列，我们需要使用生成器。范围将使用它的输出：

for(auto i: range<size_t>(0, n)) {
  std::cout << n << " ";
}

并且：

template <typename T> class range {
  T a, b;
public:
  typename wrap<T> begin() const { return a; }
  typename wrap<T> end() const { return b; }
};

包装器会将迭代器应该携带的一些属性（类型和方法）赋予值，但对于数字类型来说相当简单。

有没有办法将这个 "for i" c++ 预处理器宏转换为现代 C++ (11+)？

Is there a way to convert this "for i" c++ preprocessor macro to modern C++ (11+)?

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(live demo)

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