是否可以在不创建特殊迭代器的情况下每次迭代步进不同的量？

Posted 2021-04-21

在C中，for循环有一个可选的增量部分，我有时会在Rust中错过：

for (uint i = 0; i < max; i = step_function(i, j, k)) {
    /* many lines of code! */
}

这可以用Rust写成：

let mut i: u32 = 0;
while (i < max) {
    // 
    // many lines of code! 
    //
    i = step_function(i, j, k);
}

...但是如果continue存在于“多行代码”的某个地方，这将引入错误。我个人的偏好也是将增量保持在循环的顶部。

如果没有创建一个特殊的迭代器来处理这个问题，有没有一种方法可以更紧密地匹配C风格，同时解决了上述两个问题？

通过“特殊迭代器”，我的意思是不必在for循环之外定义迭代器类型和方法。

虽然它似乎是一个人为的要求，但必须为一次使用定义一个迭代器 - 在读取和编写代码时增加了一些开销。

尽管@ kennytm的答案显示了可重用的StepByFn迭代器如何工作，但使用闭包会为代码增加一些限制，否则将不存在。

答案

如果你可以导入外部包，你应该使用itertools::iterate：

extern crate itertools;
use itertools::iterate;

fn main() {
    for i in iterate(0, |i| 2*i + 3).take_while(|i| *i < 100) {
        println!("{}", i);
        // 0 3 9 21 45 93
    }
}

---

如果你真的错过了C风格的循环，你可以使用cfor箱子：

#[macro_use] extern crate cfor;

fn main() {
    cfor!{ let mut i = 0; i < 100; i = 2*i + 3; {
        println!("{}", i);
        // 0 3 9 21 45 93
    }}
}

---

如果您只限制使用标准库，那么创建一个特殊的迭代器将是最惯用的方式。

fn main() {
    for i in StepByFn::new(0, 100, |i| 2*i + 3) {
        println!("{}", i);
        // 0 3 9 21 45 93
    }
}

struct StepByFn<T, F> {
    begin: T,
    end: T,
    step: F,
}

impl<T, F: FnMut(&T) -> T> StepByFn<T, F> {
    pub fn new(begin: T, end: T, step: F) -> StepByFn<T, F> {
        StepByFn { begin, end, step }
    }
}

impl<T: PartialOrd, F: FnMut(&T) -> T> Iterator for StepByFn<T, F> {
    type Item = T;
    fn next(&mut self) -> Option<T> {
        if self.begin >= self.end {
            return None;
        }
        let next = (self.step)(&self.begin);
        let prev = std::mem::replace(&mut self.begin, next);
        Some(prev)
    }
}

也可以使用repeat().scan()创建一个内联迭代器，但它非常难看并且不能很好地表达意图

use std::iter::repeat;

fn main() {
    for i in repeat(()).scan(0, |i, ()| { 
        let old = *i; 
        *i = 2*old + 3; 
        if old < 100 { Some(old) } else { None } 
    }) {
        println!("{}", i);
        // 0 3 9 21 45 93
    }
}