什么是半开范围和结束值

Posted 2023-02-27

【中文标题】什么是半开范围和结束值

【英文标题】：What is half open range and off the end value

【发布时间】：2012-10-15 12:51:56

【问题描述】：

这些术语在 C++ 中的含义是什么？

1. 与 end 值不同

2. 半开范围 - [begin, off_the_end)

我在阅读 for 循环时遇到了它们。

【问题讨论】：

排除边缘值。它主要用于处理实数/有理数 - 但也可以应用于整数。

感谢大家的回答。得到这个概念。

【参考方案1】：

半开范围是包含第一个元素但不包括最后一个元素的范围。

范围 [1,5) 是半开的，由值 1、2、3 和 4 组成。

"off the end" 或 "past the end" 指的是刚好在序列结尾之后 的元素，并且它的特殊之处在于允许迭代器指向它（但你可能不看实际值，因为不存在）

例如在下面的代码中：

char arr[] = 'a', 'b', 'c', 'd';

char* first = arr
char* last = arr + 4;

first 现在指向数组的第一个元素，而last 指向数组末尾的一个。我们可以 point 指向数组末尾之后的一个位置（但不是 两个 过去的位置），但我们不能尝试访问该位置的元素：

// legal, because first points to a member of the array
char firstChar = *first;
// illegal because last points *past* the end of the array
char lastChar = *last;

我们的两个指针first 和last 共同定义了它们之间所有元素的范围。

如果是半开范围，那么它包含first指向的元素，以及介于两者之间的所有元素，但不包含last指向的元素（这很好，因为它没有实际上指向一个有效的元素）

在 C++ 中，所有标准库算法都在这样的半开范围上运行。例如，如果我想将整个数组复制到其他位置dest，我这样做：

std::copy(first, last, dest)

简单的 for 循环通常遵循类似的模式：

for (int i = 0; i < 4; ++i) 
    // do something with arr[i]

这个循环从 0 到 4，但它不包括结束值，所以覆盖的索引范围是 半开，具体来说是[0, 4)

【参考方案2】：

这些不是 C++ 特定术语，它们是通用数学术语。

[] 和 () 表示范围是否包含/不包含端点：

[包括端点 （不包括端点 [] = '已关闭'，包括两个端点 () = 'Open'，不包括两个端点 [) 和 (] 都是“半开”，并且只包含一个端点

大多数 C++ for 循环覆盖半开范围（包括第一个元素：例如 for int i=0;，但不包括最后一个元素：i < foo，而不是 i ≤ foo）

【参考方案3】：

正如其他答案所解释的，半开范围也是一个数学术语，该术语在编程上下文中的用法，暗示起点是包含，终点是排除。

在 C/C++ 编程的上下文中它实际上意味着什么？假设您要打印一个整数数组的元素。说到 C 语言，因为您对数组的大小没有任何运行时知识，所以您有两个选择。要么您必须提供数组的大小，因此函数签名将如下所示；

void printArray(int * array, int size);

或者您必须使用半开范围，这意味着您必须同时提供开始和结束指针（并且函数将处理包括开始，不包括结束）附加到数组本身。 函数签名如下：

void printArray(int * array, int * begin, int * end);

为了说明，这里是一个提供数组大小的例子；

#include <stdio.h>

void printArray(int * array, int size)

    printf("Array: ");

    for(int i = 0; i < size; i++)
        printf("%2d ", array[i]);

    printf("\n");


int main()

    int array[5] =  1, 2, 3, 4, 5 ;

    printArray(array, 5);

    return 0;

在上面的示例中，我们向printArray 函数传递了两个参数，因为函数签名、指向数组第一个元素（或数组本身）的指针以及数组的大小很明显.

但是，正如我上面写的，我们也可以在函数签名中使用半开范围，如下所示；

#include <stdio.h>

void printArray(int * array, int * begin, int * end)

    printf("Array: ");

    for(int * index = begin; index != end; index++)
        printf("%2d ", *index);

    printf("\n");


int main()

    int array[5] =  1, 2, 3, 4, 5 ;

    printArray(array, array, array+5);

    return 0;

两个代码将产生相同的输出，如下所示；

Array:  1  2  3  4  5

如您所见，printArray 函数打印范围 [begin, end) 的函数。 index实际上是一个指向整数数组元素的指针，从begin开始，它包括begin，当index等于end指针时，for循环结束，不包括处理end。我称之为半开范围。

半开范围是C++约定。