什么是半開范圍和離終值

Question

這些術語在 C++ 中是什么意思？

1.關閉end值

2.半開放范圍 - [begin, off_the_end)

我在閱讀 for 循環時遇到了它們。

Answer 1

半開范圍是包含第一個元素但不包括最后一個元素的范圍。

范圍 [1,5) 是半開的，由值 1、2、3 和 4 組成。

"off the end" 或 "pass the end" 指的是序列末尾之后的元素，它的特殊之處在於允許迭代器指向它（但您可能不會查看實際值，因為它沒有存在)

例如，在以下代碼中：

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

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

first現在指向數組的第一個元素，而last指向數組末尾之后的一個元素。 我們可以指向數組末尾的一個（但不能指向兩個），但我們不能嘗試訪問該位置的元素：

// 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;

我們的兩個指針first和last一起定義了它們之間所有元素的范圍。

如果它是半開放范圍，則它包含first指向的元素，以及其間的所有元素，但不包含last指向的元素（這很好，因為它實際上並不指向有效元素）

在 C++ 中，所有標准庫算法都在這種半開區間上運行。 例如，如果我想將整個數組復制到其他位置dest ，我會這樣做：

std::copy(first, last, dest)

一個簡單的 for 循環通常遵循類似的模式：

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

這個循環從 0 到 4，但它排除了最終值，所以覆蓋的索引范圍是half-open ，特別是[0, 4)

Answer 2

這些不是 C++ 特定術語，它們是通用數學術語。

[] 和 () 表示范圍是否包含/不包含端點：

• [ 包括端點
• ( 不包括端點
• [] = 'Closed'，包括兩個端點
• () = 'Open', 排除兩個端點
• [) 和 (] 都是“半開”的，並且只包含一個端點

大多數 C++ for 循環覆蓋半開范圍（包括第一個元素：例如for int i=0; ，但排除最后一個元素： i < foo ，而不是i ≤ foo ）

Answer 3

正如在其他答案中所解釋的，半開范圍也是一個數學術語，並且在編程上下文中使用該術語，這意味着包括起點而排除終點。

在 C/C++ 編程的上下文中它實際上意味着什么？ 假設您要打印整數數組的元素。 對於 C 語言，因為您對數組的大小沒有任何運行時知識，所以您有兩種選擇。 您必須提供數組的大小，因此函數簽名將如下所示；

void printArray(int * array, int size);

或者您必須使用half-open range ，這意味着您必須提供數組本身之外的開始和結束指針（並且函數將處理包括開始，不包括結束）。 函數簽名如下；

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

為了說明，這里是提供數組大小的示例；

#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;
}

在上面的例子中，我們已經向printArray函數傳遞了兩個參數，這在函數簽名中很明顯，指向數組第一個元素（或數組本身）的指針，以及數組的大小。

但是，正如我上面寫的，我們也可以在函數簽名中使用半開范圍，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;
}

兩個代碼將產生相同的輸出，如下所示；

Array:  1  2  3  4  5

如您所見， printArray函數打印[begin, end)范圍內的函數。 index實際上是指向整數數組元素的指針，從begin ，它包括begin ，當index等於end指針時 for 循環結束，不包括處理end 。 這我稱之為半開范圍。

半開范圍是C++ 約定。