在现代 C++ 中是否有等同于来自 python 的基于范围的 `enumerate` 循环？

Question

在 C++ 中是否存在与来自 python 的基于范围的 enumerate 循环等效的东西？我会想象这样的事情。

enumerateLoop (auto counter, auto el, container) {
    charges.at(counter) = el[0];
    aa.at(counter) = el[1];
}

这可以用模板或宏来完成吗？

我知道我可以使用老派的 for 循环并迭代直到达到 container.size()。但我很感兴趣如何使用模板或宏来解决这个问题。

编辑

根据评论中的提示，我玩了一下 boost 迭代器。我得到了另一个使用 C++14 的工作解决方案。

template <typename... T>
auto zip(const T &... containers) -> boost::iterator_range<boost::zip_iterator<
decltype(boost::make_tuple(std::begin(containers)...))>> {
  auto zip_begin =
    boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(std::begin(containers)...));
  auto zip_end =
    boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(std::end(containers)...));
  return boost::make_iterator_range(zip_begin, zip_end);
}

template <typename T>
auto enumerate(const T &container) {
return zip(boost::counting_range(0, static_cast<int>(container.size())),
container);
}

https://gist.github.com/kain88-de/fef962dc1c15437457a8

Answer 1

您还可以更优雅地使用自 C++11 以来可用的自动范围：

int i = 0;
for (auto& el : container){
    charges.at(counter) = el[0];
    aa.at(counter) = el[1];
    ++i;
}

不过你还是得手数i。

Answer 2

前一段时间我为此写了一些东西。

本质上，您需要包装一个迭代器并赋予它对语义。

据我所知，语言中没有内置这样的东西。而且我认为 boost 也没有。您几乎必须自己动手。

// Wraps a forward-iterator to produce {value, index} pairs, similar to
// python's enumerate()
template <typename Iterator>
struct EnumerateIterator {
private:
  Iterator current;
  Iterator last;
  size_t index;
  bool atEnd;

public:
  typedef decltype(*std::declval<Iterator>()) IteratorValue;
  typedef pair<IteratorValue const&, size_t> value_type;

  EnumerateIterator()
    : index(0), atEnd(true) {}

  EnumerateIterator(Iterator begin, Iterator end)
    : current(begin), last(end), index(0) {
    atEnd = current == last;
  }

  EnumerateIterator begin() const {
    return *this;
  }

  EnumerateIterator end() const {
    return EnumerateIterator();
  }

  EnumerateIterator operator++() {
    if (!atEnd) {
      ++current;
      ++index;

      atEnd = current == last;
    }

    return *this;
  }

  value_type operator*() const {
    return {*current, index};
  }

  bool operator==(EnumerateIterator const& rhs) const {
    return
      (atEnd && rhs.atEnd) ||
      (!atEnd && !rhs.atEnd && current == rhs.current && last == rhs.last);
  }

  bool operator!=(EnumerateIterator const& rhs) const {
    return !(*this == rhs);
  }

  explicit operator bool() const {
    return !atEnd;
  }
};

template<typename Iterable>
EnumerateIterator<decltype(std::declval<Iterable>().begin())> enumerateIterator(Iterable& list) {
  return EnumerateIterator<decltype(std::declval<Iterable>().begin())>(list.begin(), list.end());
}

template<typename ResultContainer, typename Iterable>
ResultContainer enumerateConstruct(Iterable&& list) {
  ResultContainer res;
  for (auto el : enumerateIterator(list))
    res.push_back(move(el));

  return res;
}

Answer 3

自 C 语言以来，枚举多个变量一直是一个习惯用法。唯一的问题是您不能在 for 循环的初始化程序中同时声明两个变量。

int index;
for (auto p = container.begin(), index = 0; p != container.end(); ++p, ++index)

我认为没有比这更简单（或更强大）的了。

Answer 4

有一个 C++11 之前的解决方案可以解决这个问题：boost.range.indexed。不幸的是，它不适用于基于 C++11 范围的 for 循环，只能使用旧式的冗长循环。然而，对于 C++17，使用 structured bindings

应该变得（几乎）和 python 一样简单

那么应该可以实现像这样工作的东西：

for (auto& [n,x] : enumerate(vec)) x = n;

所以，还有一点等待 ;)

Answer 5

这是一个基于宏的解决方案，在简单性、编译时间和代码生成质量方面可能胜过大多数其他解决方案：

#include <iostream>

#define fori(i, ...) if(size_t i = -1) for(__VA_ARGS__) if(i++, true)

int main() {
    fori(i, auto const & x : {"hello", "world", "!"}) {
        std::cout << i << " " << x << std::endl;
    }
}

结果：

$ g++ -o enumerate enumerate.cpp -std=c++11 && ./enumerate 
0 hello
1 world
2 !

Answer 6

Tobias Widlund 写了一个很好的麻省理工学院许可的 Python 样式头文件，仅枚举（尽管是 C++17）：

GitHub

Blog Post

非常好用：

std::vector<int> my_vector {1,3,3,7};

for(auto [i, my_element] : en::enumerate(my_vector))
{
    // do stuff
}

Answer 7

Boost::Range 支持此 as of 1.56。

#include <boost/range/adaptor/indexed.hpp>
#include <boost/assign.hpp>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <vector>


int main(int argc, const char* argv[])
{
    using namespace boost::assign;
    using namespace boost::adaptors;

    std::vector<int> input;
    input += 10,20,30,40,50,60,70,80,90;

//  for (const auto& element : index(input, 0)) // function version
    for (const auto& element : input | indexed(0))      
    {
        std::cout << "Element = " << element.value()
                  << " Index = " << element.index()
                  << std::endl;
    }

    return 0;
}

Answer 8

C++17 和结构化绑定使它看起来不错——当然比一些带有本地 [i = 0](Element&) mutable 的丑陋的可变 lambda 或我在承认可能不是所有东西都应该塞进 [=] 之前所做的任何事情要好13=] et al. - 而不是其他需要计数器的解决方案，其范围在 for 循环之外。

for (auto [it, end, i] = std::tuple{container.cbegin(), container.cend(), 0};
     it != end; ++it, ++i)
{
      // something that needs both `it` and `i`ndex
}

如果您足够频繁地使用此模式，您可以将此通用化：

template <typename Container>
auto
its_and_idx(Container&& container)
{
    using std::begin, std::end;
    return std::tuple{begin(container), end(container), 0};
}

// ...

for (auto [it, end, i] = its_and_idx(foo); it != end; ++it, ++i)
{
    // something
}

C++ 标准提案 P2164 提议添加 views::enumerate，这将提供一个范围的视图，为迭代它的用户提供对元素的引用和元素的索引。

We propose a view enumerate whose value type is a struct with 2 members index and value representing respectively the position and value of the elements in the adapted range.

[ . . .]

This feature exists in some form in Python, Rust, Go (backed into the language), and in many C++ libraries: ranges-v3, folly, boost::ranges (indexed).

The existence of this feature or lack thereof is the subject of recurring Whosebug questions.

嘿，看！我们出名了。

在现代 C++ 中是否有等同于来自 python 的基于范围的 `enumerate` 循环？

Is there an equivalent to the range-based `enumerate` loop from python in modern C++?

c++

c++14

c++20

enumerate