在 C++ 中创建递归 for 语句

Question

我想知道是否真的可以在 C++ 中创建/定义自制的for 语句。这里已经问过类似的问题：

"How to create a for loop like command in C++? #user9282's answer"

我的要求是，我们是否可以制作一个 for，它可以根据我们的需要（n 次）执行尽可能多的 for。

例如，这是一个基本的 for 循环语句：

for (int i = 0; i < 10; i++) { ... }

我想知道新的 for 循环是否可以导致更像这样：

int x = 20; // individual loops
int y = 3; // = amount of for-loops performed (in this case, 3)

// maybe some code generating for-loops here or something...

// result:
for (int i = 0; i < x; i++)
{
    for (int j = 0; j < x; j++)
    {
        for (int k = 0; k < x; k++)
        {
            // if "y" was equal to 5, there would be 2 more for-loops here
            instructions; // we can use "i", "j", "k", ... here
        }
    }
}

你认为这在 c++ 中可行吗？

[编辑：使上面的代码更清晰]

一句话：我想创建一个语句（例如 if、while、for、switch）将 for-loops 放入 for-loops（就像上面的代码在 for 循环中使用 for 循环一样），所以我们可以在 相同的范围内访问多个增量（i、j、k、...） /strong>。

Answer 1

您可以使用包含 for 循环的递归函数轻松做到这一点。我会这样做：

void foo() {
    for (...) {
        foo();
    }
}

这样，您可以根据需要执行任意数量的嵌套 for 循环。

但是，如果您想在代码中定义递归嵌套 for 循环而不定义外部函数，则可以使用 lambda：

auto recursive = [](auto func) {
    // This is needed to make a recursive lambda
    return [=](auto... args){
        func(func, args...);
    };
};

auto nestedForLoop = recursive([](auto self){
    // Here's your recursive loop!
    for (...) {
        self();
    }
});

// You can simply call `nestedForLoop` to execute loop
nestedForLoop();

Answer 2

如果您有 n 个嵌套的 for 循环具有相同的绑定 x，那么您正在执行 xⁿ 次迭代。在这种情况下，为了方便起见，您可以只使用单个索引并将其转换为多个索引。对于 n = 2，例如：

for (int z = 0; z < x * x; ++z) {
  const int i = z / x;
  const int j = z % x;
  // ...
}

对于 n = 3：

for (int z = 0; z < x * x * x; ++z) {
  // The last "% x" in this line is for illustration only.
  const int i = (z / x / x) % x;
  const int j = (z / x) % x;
  const int k = z % x;
  // ...
}

i、j、k等是当前迭代数z转换为基数x的数字。您可以将其概括为递归函数，或者将数字解压缩为 vector。

Answer 3

快速回答：

#include <iostream>

using namespace std;

void recursive(int x, int y, int tempY) // 2d recursive for loop 
{
    if (x > 0)
    {
        if (y > 0)
        {
            cout << x << " " << y << " \n ";
            recursive(x, y - 1, tempY);
        }
        else
        {
            y = tempY;
            recursive(x - 1, y, tempY);
        }
    }
}

void recursive(int x, int y, int z, int tempY, int tempZ) // 3d recursive for loop
{
    if (x > 0)
    {
        if (y > 0)
        {
            if (z > 0)
            {
                cout << x << " " << y << " " << z << " \n ";
                recursive(x, y, z - 1, tempY, tempZ);
            }
            else
            {
                z = tempZ;
                recursive(x, y - 1, z, tempY, tempZ);
            }
        }
        else
        {
            y = tempY;
            recursive(x - 1, y, z, tempY, tempZ);
        }
    }
}

int main()
{ 
    recursive(1, 2, 2); // x = 1, y = 2
    recursive(1, 2, 3, 2, 3); // x = 1, y = 2, z = 3
}

Answer 4

快速回答：

void n_for_loop(int x, int size, int arr[])
{
    static int* arrTemp(new int[size]);
    if (x >= size)
    {
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            cout << arrTemp[i] << " ";
        }
        cout << endl;
        return;
    }
    for (int i = 0; i < arr[x]; i++)
    {
        arrTemp[x] = i;
        n_for_loop(x + 1, size, arr);
    }
}