仅在基于范围的循环中迭代奇数（偶数）元素

Question

假设我们有一个普通数组（或其他支持基于范围的循环的容器）：

const int N = 8;
int arr[N] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

使用索引或迭代器，我们可以遍历奇数元素并将索引递增 2：

for (int i = 0; i < N; i+=2)
{
   std::cout << arr[i] << std::endl;
}

如何通过使用基于范围的循环并避免显式 iterators/indexes 和迭代跳过来获得类似的结果？像这样：

for (const auto& v: odd_only(arr))
{
   std::cout << v << std::endl;
}

简单而优雅的解决方案是什么样的？标准库是否包含这样的东西？

Answer 1

不支持您的请求 – 但您可以编写自己的 even_only 和 odd_only 实现。

基本思想是围绕有问题的容器的普通迭代器，每次我们在外部递增一次时在内部进行两次递增：

template <typename C, bool IsOdd>
class even_odd_only
{
    C& c;
public:
    class iterator
    {
    public:
        // all the definitions required for iterator!
        // most if not all might simply be derived from C::iterator...

        // copy/move constructor/assignment as needed

        // core of the wrapper: increment twice internally!
        // just doing += 2 is dangerous, though, we might increment beyond
        // the end iterator (undefined behaviour!)additionally, += 2 only
        // is possible for random access iterators (so we limit usability)
        void operator++() { ++b; if(b != e) ++b; }

        // operator* and operator-> (both return *b), post-increment
        // (defined in terms of pre-increment), etc...
        // comparison: only needs to compare b iterators!

    private:
        C::iterator b;
        C::iterator e; // needed for comparison to avoid incrementing beyond!
        iterator(C::iterator b, C::iterator e) : b(b), e(e) { }
    };
    // const_iterator, too; possibly make a template of above
    // and derive const and non-const iterators from?

    even_odd_only(C& c) : c(c) { }

    iterator begin()
    {
        using std::begin;
        using std::end;
        using std::empty;
        auto b = begin(c);
        // should be self-explanatory:
        // skip first element in odd variant (if there is)
        if constexpr(IsOdd) { if(!empty(c)) { ++b; } }
        return iterator(b, end(c));
    };
    iterator end()
    {
        using std::end;
        return iterator(end(c), end(c));
    }
};

template <typename T>
using even_only = even_odd_base<T, false>;
template <typename T>
using odd_only = even_odd_base<T, true>;

照原样，它甚至可以使用非随机访问甚至非双向迭代器。但特别是对于 RA 迭代器，它的效率低于经典循环（由于 operator++ 中的中间 if）。

定义比较迭代器：始终为 operator== 和 operator!=，仅对于随机访问运算符，您还可以具有 operator[<|>|<=|>=]（→ std::enable_if）。

您会找到有关如何编写迭代器的更多详细信息 here – 但请记住，当您遇到 std::iterator 本身现在已被弃用时。

Answer 2

至于你现在问的是什么；我不相信任何东西存在。现在，对于通过某个整数 N 遍历容器，我们可以执行以下操作；我们可以编写自己的 for_each 类型的函数。我在下面写了一个，它像 gem 一样工作！您可能还想查看 std::advance 函数，因为它可能是另一种可能的实现。我在编写此函数时亲自检查了这一点。然而;至于 c 数组，如果没有一堆额外的代码，例如 class 模板、包装器等，我不确定是否可以做很多事情。这是我的功能。

#include <array>
#include <vector>
#include <iterator>

template<typename Container, typename Function>
void for_each_by_n( Container&& cont, Function f, unsigned increment_by = 1) {
    if ( increment_by == 0 ) return; // must check this for no op

    using std::begin;
    auto it = begin(cont);

    using std::end;
    auto end_it = end(cont);

    while( it != end_it ) {
        f(*it);
        for ( unsigned n = 0; n < increment_by; ++n ) {
            if ( it == end_it ) return;
            ++it;
        }
    }
}

int main() {
    std::array<int,8> arr{ 0,1,2,3,4,5,6,7 };
    std::vector<double> vec{ 1.2, 1.5, 1.9, 2.5, 3.3, 3.7, 4.2, 4.8 };

    auto l = [](auto& v) { std::cout << v << ' '; };

    for_each_by_n(arr, l); std::cout << '\n';
    for_each_by_n(vec, l); std::cout << '\n';

    for_each_by_n(arr, l, 2); std::cout << '\n';
    for_each_by_n(arr, l, 4); std::cout << '\n';

    for_each_by_n(vec, l, 3); std::cout << '\n';
    for_each_by_n(vec, l, 5); std::cout << '\n';

    for_each_by_n(arr, l, 8); std::cout << '\n';
    for_each_by_n(vec, l, 8); std::cout << '\n';

    // sanity check to see if it doesn't go past end.
    for_each_by_n(arr, l, 9); std::cout << '\n';
    for_each_by_n(vec, l, 9); std::cout << '\n';

    return 0;
}

-输出-

 0 1 2 3 4 5 6 7
 1.2 1.5 1.9 2.5 3.3 3.7 4.2 4.8
 0 2 4 6 
 0 4
 1.2 2.5 4.2
 1.2 3.7
 0
 1.2
 0
 1.2

我喜欢上面这个例子的地方在于，你不仅可以在循环中递增某个整数 N；上述函数还接受 function pointer、function object、functor 或 lambda，它将执行所需的操作。

在您的情况下，您试图通过 2 循环遍历您的容器，以获得奇数或每个偶数索引，并在循环中打印结果。在我的例子中；我正在以传递给此函数的 lambda 形式打印结果。

然而，这个特定实现的唯一警告是它总是从索引 0 开始。您可以通过引入另一个 integer 参数来轻松扩展它，作为迭代开始位置的偏移量；但我会把它留给你作为练习。

目前我们必须满足于 C++11 到 C++17 必须提供的功能。在不久的将来，随着 C++20 的发布，我们应该会有许多新的强大功能。

Answer 3

这个问题在Range-v3中有现成的解决方案。如果您不想编写自己的实现或需要更大的灵活性，我认为这会很有用（f.e。任意步幅）

#include <range/v3/all.hpp>

void example()
{
    int data[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    for (auto i : ranges::view::stride(data, 2))
    {
        std::cout << i << std::endl;
    }
}

（复制自@hlt 评论）

Answer 4

这并不是问题的真正答案，但是——就其价值而言——每当我运行进入 ranged-for 的限制时，我都会寻找标准算法解决方案。喜欢...

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <utility>

int main()
{
    int arr[] {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    std::copy_if(
        std::begin(arr), std::end(arr),
        std::ostream_iterator<int>(std::cout, "\n"),
        [is_odd_element = true](int n) mutable {
            return std::exchange(is_odd_element, not is_odd_element);
        });
}

仅在基于范围的循环中迭代奇数（偶数）元素

Iterating over odd (even) elements only in a range-based loop

c++

containers

range

c++11

range-based-loop