boost库区间range基本原理及使用实例

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区间的概念类似于STL中的容器概念。一个区间提供了可以访问半开放区间[first,one_past_last)中元素的迭代器，还提供了区间中的元素数量的信息。

引入区间概念的目的在于：有很多类似于容器的类型，以及用于这些类型的简化算法。

实例代码:

void  test_range_construct_string()
 {
    typedef  std::string::iterator   iterator;
    typedef  std::string::const_iterator const_iterator;
    typedef  boost::iterator_range<iterator>   irange;
    typedef  boost::iterator_range<const_iterator> cirange;
    std::string       str  =  "hello world" ;
    const  std::string cstr =  "const world" ;

    // 1. 基本构建方法
    boost::iterator_range<std::string::iterator> ir(str);
    boost::iterator_range<std::string::const_iterator> cir(str);
    // 2. 利用make_iterator_range(几种重载函数)
    irange r    = boost::make_iterator_range(str);
    r           = boost::make_iterator_range(str.begin(), str.end());
    cirange r2  = boost::make_iterator_range(cstr);
    r2          = boost::make_iterator_range(cstr.begin(), cstr.end());
    r2          = boost::make_iterator_range(str);
    assert (r == str);
    assert (r.size() == 11);
    irange r3   = boost::make_iterator_range(str, 1, -1);
    assert (boost::as_literal( "ello worl" ) == r3);
    irange r4   = boost::make_iterator_range(r3, -1, 1);     // 这个也可以理解成复制构造
    assert (str == r4);
    std::cout << r4 << std::endl;
    irange r5 = boost::make_iterator_range(str.begin(), str.begin() + 5);
    assert (r5 == boost::as_literal( "hello" ));
 }

类型变化:

void  test_range_type()
 {
    using  namespace  boost;
    // 数组
    const  int  SIZE = 9;
    typedef  int  array_t[SIZE];
    const  array_t ca = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10};
    assert ((is_same<range_iterator<array_t>::type,        int *          >::value));
    assert ((is_same<range_value<array_t>::type,              int            >::value));
    assert ((is_same<range_difference<array_t>::type,     std:: ptrdiff_t >::value));
    assert ((is_same<range_size<array_t>::type,           std:: size_t    >::value));
    assert ((is_same<range_const_iterator<array_t>::type,  const  int *    >::value));
    assert (begin(ca) == ca);
    assert (end(ca) == ca + size(ca));
    assert (empty(ca) ==  false );
 }

range-for是C++ 11新增特性，用于循环迭代一个“范围”，该“范围”类似于包含有begin()和end()方法的STL序列容器。所有的STL标准容器都适用于该“范围”，例如vector、string等等。数组也同样可以，只要定义了begin()和end()方法的任何“范围”都可以使用for来循环迭代容器里面的元素，如istream。

语法：

for  ( range_declaration : range_expression) loop_statement

上述代码的效果类似于：

(__range, __begin and __end are  for  exposition only):
{     auto  && __range = range_expression ;
for  ( auto  __begin = begin_expr, __end = end_expr;
__begin != __end; ++__begin)
{
range_declaration = *__begin;
loop_statement
}
}

 

迭代器begin_expr和end_expr可以被定义成如下类型：

* 如果__range是数组，(__range) 和 (__range + __bound)表示数组的范围

*如果__range是一个类，实现了begin()或end()方法，或者两个方法都实现了，此时begin_expr就表示 __range.begin()，而 end_expr则表示 __range.end()。

否则begin(__range)和end(__range)将通过基于与std名称空间关联的参数依赖查找规则来查找。

如果range_expression返回一个临时变量，它的生命周期到循环结束，如绑定到右值__range的，但要注意，临时嵌套在range_expression中的并没有延长其生命周期。

如同传统的for语句，关键字break可以提前结束循环，而continue可以继续循环。

example：

void  f(vector< double >& v)
 {     for  ( auto  x : v)
      cout << x <<  '/n' ;
      for  ( auto & x : v) ++x;     // 通过引用可以修改v中的值5
 }

for也可以用于迭代普通的数组，如：

for  ( const  auto  x : { 1,2,3,5,8,13,21,34 })
cout << x <<  '/n' ;

误区：

int * p =  new  int  [2];
p[0] = 1;
p[1] = 2;
for  ( auto  x : p)
cout << x << endl;

编译器会报错误：

错误：对‘begin(int*&)’的调用没有匹配的函数

 

通过上面对for的介绍可以知道，for实现的机制就是依赖与容器中的begin()和end()方法。对于普通的数组，编译器默认已经实现了类似的方法。这里的p是一个指针，尽管它可以像数组一样使用，但是它并没有类似与begin()或end()的方法，当然会编译不通过。

以上内容根据个人理解结合互联网上相关作者介绍总结，错误再所难免。

文章来源:boost库区间range基本原理及使用实例