你如何在 D 中使用范围？

Question

每当我尝试在 D 中使用范围时，我都会惨遭失败。

在 D 中使用范围的正确方法是什么？ （请参阅内联 cmets 了解我的困惑。）

void print(R)(/* ref? auto ref? neither? */ R r)
{
    foreach (x; r)
    {
        writeln(x);
    }

    // Million $$$ question:
    //
    // Will I get back the same things as last time?
    // Do I have to check for this every time?

    foreach (x; r)
    {
        writeln(x);
    }
}

void test2(alias F, R)(/* ref/auto ref? */ R items)
{
    // Will it consume items?
    // _Should_ it consume items?
    // Will the caller be affected? How do I know?
    // Am I supposed to?
    F(items);
}

Answer 1

如果你还没有读过this tutorial on ranges，你可能应该读一下。

一个范围何时会被消耗和不会被消耗取决于它的类型。如果它是一个输入范围并且不是一个前向范围（例如，如果它是某种类型的输入流 - std.stdio.byLine 就是其中的一个例子），那么以任何形状或形式对其进行迭代都会消费吧。

//Will consume
auto result = find(inRange, needle);

//Will consume
foreach(e; inRange) {}

如果它是一个向前的范围并且它是一个引用类型，那么它会在你迭代它时被消耗，但你可以调用save 来获取它的副本，并且消耗副本不会消耗原始的（消费原件也不会消费副本）。

//Will consume
auto result = find(refRange, needle);

//Will consume
foreach(e; refRange) {}

//Won't consume
auto result = find(refRange.save, needle);

//Won't consume
foreach(e; refRange.save) {}

事情变得更有趣的是值类型（或数组）的前向范围。对于save，它们的作用与任何前向范围相同，但它们的不同之处在于只是将它们传递给函数或在foreach 中隐含地使用它们saves。

//Won't consume
auto result = find(valRange, needle);

//Won't consume
foreach(e; valRange) {}

//Won't consume
auto result = find(valRange.save, needle);

//Won't consume
foreach(e; valRange.save) {}

因此，如果您处理的输入范围不是前向范围，则无论如何都会消耗它。如果您正在处理前向范围，如果您想保证它不被消耗，则需要调用save - 否则是否被消耗取决于它的类型。

关于ref，如果你声明了一个基于范围的函数，通过ref获取它的参数，那么它不会被复制，所以传入的范围是否是引用类型都没有关系与否，但这确实意味着你不能传递一个右值，这真的很烦人，所以你可能不应该在范围参数上使用ref，除非你真的需要它来始终改变原始值（例如@987654323 @ 采用 ref，因为它显式地改变了原始文件，而不是潜在地对副本进行操作）。

至于使用前向范围调用基于范围的函数，值类型范围最有可能正常工作，因为经常使用值类型范围编写和测试代码，而不总是使用引用类型正确测试代码。不幸的是，这包括 Phobos 的功能（尽管这将得到修复；它只是尚未在所有情况下都经过适当的测试 - 如果您遇到任何情况下 Phobos 功能在引用类型前向范围内无法正常工作， please report it)。因此，引用类型前向范围并不总是按应有的方式工作。

Answer 2

抱歉，我无法将其放入评论中：D。考虑是否以这种方式定义 Range：

interface Range {
    void doForeach(void delegate() myDel);
}

你的函数看起来像这样：

void myFunc(Range r) {
    doForeach(() {
        //blah
    });
}

当您重新分配 r 时，您不会期望发生任何奇怪的事情，您也不会期望 能够修改调用者的范围。我认为问题在于您希望您的模板函数能够考虑范围类型的所有变化，同时仍然利用专业化。那是行不通的。您可以将合同应用于模板以利用专业化，或仅使用一般功能。 这有帮助吗？

编辑（我们在 cmets 中一直在谈论的内容）：

void funcThatDoesntRuinYourRanges(R)(R r)
if (isForwardRange(r)) {
    //do some stuff
}

Edit 2 std.range 看起来isForwardRange 只是检查是否定义了save，而save 只是一个原语，它制作了一种未链接的范围副本。文档指定 save 未定义为例如文件和套接字。

Answer 3

它的短处；范围被消耗。这是您应该期待和计划的。

foreach 上的 ref 对此没有任何作用，它只与范围返回的值有关。

长;范围被消耗，但可能会被复制。您需要查看文档来决定会发生什么。值类型被复制，因此在传递给函数时范围可能不会被修改，但您不能依赖该范围是否以结构形式出现，因为数据流可能是一个引用，例如文件。当然，一个 ref 函数参数会增加混乱。

Answer 4

假设您的 print 函数如下所示：

void print(R)(R r) {
  foreach (x; r) {
    writeln(x);
  }
}

这里，r 使用引用语义传递给函数，使用泛型类型R: 所以你不需要在这里ref（auto 会给出编译错误）。否则，这将逐项打印r 的内容。 （我似乎记得有一种方法可以将泛型类型限制为范围，因为范围具有某些属性，但我忘记了细节！）

无论如何：

auto myRange = [1, 2, 3];
print(myRange);
print(myRange);

...将输出：

1
2
3
1
2
3

如果您将函数更改为（假设 x++ 对您的范围有意义）：

void print(R)(R r) {
  foreach (x; r) {
    x++;
    writeln(x);
  }
}

...然后每个元素将在打印之前增加，但这是使用复制语义。即myRange中的原始值不会改变，所以输出为：

2
3
4
2
3
4

但是，如果您将函数更改为：

void print(R)(R r) {
  foreach (ref x; r) {
    x++;
    writeln(x);
  }
}

...然后x 恢复为引用语义，它引用myRange 的原始元素。因此，现在的输出将是：

2
3
4
3
4
5