c++中foreach的一种实现方法

目标是如下

std::set<int> st; st.insert(1); st.insert(2); FOR_EACH(i, st) { ....; }

 

因为FOR_EACH(i, st)没有提供任何类型信息, 所以类型推演肯定是必须的

 

我后面会使用BOOST_TYPEOF

不过, 还是先提一下typeof原理吧

 

为了由运行时的表达式推演到静态的类型符号, 需要sizeof操作符,  比如sizeof(3 + 5), 其中的3 + 5永远不会被执行; 可见sizeof起到了表达式->常数的效果; 如果再完成常数->对应的类型的工作, 就实现了表达式->对应类型的转化

下面代码, 有注释; 需要一定的模板编程经验

 

 // 用于sizeof来返回大小 template<int len> struct SizeofParam { char a[len]; }; // 每一个特化都会有一种类型的Type定义 template<int i> struct IntToType; // 注册一个类型; 将类型t和n关联上 #define _REGISTER(t, n) / // 针对类型t, 返回SizeofParam<n>, 对结果取sizeof就能得到n; t->n映射 SizeofParam<n> getSizeofable(t&); / // 特化IntToType; n->t映射; template<> struct IntToType<n> { typedef t Type; } // 简单的用代码行来作为每个类型的注册号 #define REGISTER(t) _REGISTER(t, __LINE__) // 先是sizeof(getSizeofable(exp)), 即t->n // 这部的主要目的是表达式到类型的转化, 即由运行时向编译时过度, sizeof过后函数再不会被执行 // 再是IntToType<n>::Type, 即n->t // 整个过程为了将运行时函数转化成编译期符号, 绕了t->n->t的一圈, 也就为了利用sizeof的这个特点 #define TYPEOF(exp) IntToType<sizeof(getSizeofable(exp))>::Type // 利用typeof简单声明变量 #define AUTO(v, exp) TYPEOF(exp) v = exp // 测试, 注册三个类型 REGISTER(int); REGISTER(const int); // 建议不使用修饰符, 否则会有不少麻烦 REGISTER(std::string); int main() { int i = 2; AUTO(i1, i); i1 = 1; cout << i1 << endl; const int ci = 1; AUTO(i2, ci); // ci = 2; 错误! std::string sz = "abc"; AUTO(s, sz); s = "def"; cout << s.size() << endl; }

 

 

而boost的typeof, 如果是高版本的vc的话, boost内部会利用__if_exists和__if_not_exists自动为各个类型分配合适的数字来绑定, 所以省略了注册类型的步骤(没有仔细研究过, 姑且这么想吧)

如果没有vc的扩展的话, boost也需要用BOOST_TYPEOF_REGISTER_TYPE来注册类型, 进而使用BOOST_TYPEOF

 

typeof也是当初我从网上他人的代码学到的, 所以有必要说明白; 不过那边没给注释, 我也没找到最初看到的地方了

总之, typeof我们有了(其实typeof比foreach更炫不是么)

 

 

foreach的实现, 注释得很详细了

需要上面的typeof和以前的容器无关迭代器

#include "ScanCode/DataStructure.h" using namespace Scan; using namespace Scan::DataStructure; // 使用boost typeof #include <boost/typeof/typeof.hpp> #define TYPEOF BOOST_TYPEOF // 容器信息, 由stl兼容容器或数组中提取变量类型 template<typename ContainerType> struct ContainerTraits { typedef typename ContainerType::value_type ValueType; }; template<typename T, int len> struct ContainerTraits<T[len]> { typedef T ValueType; }; // 连接两个符号 #define _CONN(a, b) a##b #define CONN(a, b) _CONN(a, b) // 推断容器c的变量类型; 由于typeof返回不带const修饰, 所以需要用户自己指定 #define VALUE_TYPE(c) ContainerTraits<TYPEOF(c)>::ValueType #define VALUE_TYPE_C(c) const ContainerTraits<TYPEOF(c)>::ValueType // 一个变量i, 结果是i行号 #define VAR(i) CONN(i, __LINE__) // 内部使用的foreach, vType是VALUE_TYPE或者VALUE_TYPE_C #define _FOR_EACH(r, c, vType) / /* 迭代序号, 方便使用 *// if (int __index = 0); else/ /* 用来检测是否有break和continue; 1表示正常 *// if (int VAR(counter) = 0); else / /*(Iterator<vType(c)> VAR(iter)(c), 容器无关迭代器 */ / /* 如果VAR(counter)为1, 表示正常; 检测到!isExistMore才退出循环, 说明容器遍历完毕 *// /*如果VAR(counter)为2, 表示使用者在foreach内部调用了break*// for (Iterator<vType(c)> VAR(iter)(c); ++VAR(counter) == 1 && VAR(iter).isExistMore(); ++VAR(counter), ++__index)/ /* 由于foreach的每次迭代都需要一个引用引用到对应的元素, 而引用又不可能通过平台无关的方法改变指向(是我没有发现),*// /* 所以必然内部也需要一个局部作用域提供给引用r; 因为格式需要, 得把{}留给使用者, 所以这里嵌套了一层for*// /* 内层for初次迭代VAR(counter)为1, 第二次的时候已经减为0, 退回外层for*// for (vType(c) &r = VAR(iter).getNext(); VAR(counter)--; ) // 针对非const容器 #define FOR_EACH(r, c) _FOR_EACH(r, c, VALUE_TYPE) // 针对const容器 #define FOR_EACH_C(r, c) _FOR_EACH(r, c, VALUE_TYPE_C) #include <vector> #include <set> int main() { std::vector<std::string> v; v.push_back("abcd"); v.push_back("efgh"); v.push_back("1234"); // 遍历 vector FOR_EACH(i, v) { if (__index == 2) { break; } cout << __index << ":"; if (__index == 1) { cout << endl; continue; } // 遍历string FOR_EACH(j, i) { cout << j << ','; } cout << endl; } const std::set<std::string> s(v.begin(), v.end()); // 遍历set FOR_EACH_C(i, s) { cout << "set[" << __index << "]-" << i << endl; } const std::string a[] = {"first", "second", "third"}; // 遍历数组 FOR_EACH_C(i, a) { cout << "a[" << __index << "]" << i << endl; } }     

 

 

当然, 如果愿意手写变量类型(c#等的形式)

FOR_EACH(int, i, v)

也很容易实现, 毕竟困难的实现都在上面了

 #include "ScanCode/DataStructure.h" using namespace Scan; using namespace Scan::DataStructure; // 连接两个符号 #define _CONN(a, b) a##b #define CONN(a, b) _CONN(a, b) // 一个变量i, 结果是i行号 #define VAR(i) CONN(i, __LINE__) // 内部使用的foreach, vType是VALUE_TYPE或者VALUE_TYPE_C #define FOR_EACH(decl, r, c) / /* 迭代序号, 方便使用 *// if (int __index = 0); else / /* 用来检测是否有break和continue等; 1表示正常 *// if (int VAR(counter) = 0); else/ /* Iterator<decl> VAR(iter)(c), 容器无关迭代器 */ / /* 如果VAR(counter)为1, 表示正常; 检测到!isExistMore才退出循环, 说明容器遍历完毕 *// /*如果VAR(counter)为2, 表示使用者在foreach内部调用了break*// for (Iterator<decl> VAR(iter)(c); ++VAR(counter) == 1 && VAR(iter).isExistMore(); ++VAR(counter), ++__index)/ /* 由于foreach的每次迭代都需要一个引用引用到对应的元素, 而引用又不可能通过平台无关的方法改变指向(是我没有发现),*// /* 所以必然内部也需要一个局部作用域提供给引用r; 因为格式需要, 得把{}留给使用者, 所以这里嵌套了一层for*// /* 内层for初次迭代VAR(counter)为1, 第二次的时候已经减为0, 退回外层for*// for (decl &r = VAR(iter).getNext(); VAR(counter)--; ) #include <vector> #include <set> int main() { std::vector<std::string> v; v.push_back("abcd"); v.push_back("efgh"); v.push_back("1234"); // 遍历 vector FOR_EACH(std::string, i, v) { if (__index == 1) { continue; } cout << __index << ":"; if (__index == 2) { cout << endl; break; } // 遍历string FOR_EACH(char, j, i) { cout << j << ','; } cout << endl; } }

 

 

不过我还是说一句, 出于稳定性考虑, 使用boost最稳妥, 谁都不想被项目搞得头昏脑胀的时候这些小工具还给你蹦出些麻烦来吧