检查大量类似条件的简单方法？

Question

我正在开发一款游戏，我发现自己经常检查某些数量是否在代表我的世界的向量所接受的索引范围内：

if(a >= 0 && a < 16 && b >= 0 && b < 16 && c >= 0 && c < 16 && 
   d >= 0 && d < 16 && e >= 0 && e < 16)
{
    //do things with vector[a][b][c][d][e]
} 

我经常需要检查比这更多的条件。有没有办法让这些检查更简洁和/或更易于阅读？

或者，有没有办法可以完全避免进行检查？向量为16x16x16x16x16；我可以这样做吗，如果我给它一个 16 作为索引，它除了段错误什么都不做？

Answer 1

您可以将变量作为元素存储在 std::vector 中，而不是像这样单独的变量：

bool test(const std::vector<int>& values)
{
    for(auto v: values)
        if(v < 0 || v >= 16)
            return false;
    return true;
}

或者，如果您使用C++11 或更高版本，您可以使用std::all_of：

if(std::all_of(std::begin(values), std::end(values),
    [](int i){ return i >= 0 && i < 16; }))
{
    // do stuff with values
}

在这种情况下，您也可以使用std::array。

Answer 2

您可以将构成索引的 5 个整数组合成一个 std::array 或您自己的类。

using Index5 = std::array<int, 5>;

然后你可以写一个类似的函数：

bool contains(Index5 bounds, Index5 point) {
    for (Index5::size_type d = 0; d != bounds.size(); ++d) {
        if ((unsigned)point[d] > bounds[d])  // using the trick mentioned in comments
            return false;
    }
    return true;
}

然后像这样使用它：

auto bounds = Index5{16, 16, 16, 16, 16};
auto point = Index5{a, b, c, d, e};

if (contains(bounds, point)) {
    // do things with point
}

一般来说，我建议使用Index5 之类的东西，而不是管理五个整数。

Answer 3

如果数量 a、b、c、d 和 e 发生 经常在一起，所有人都需要保持在界限内 您的“世界”（例如，它们代表该世界中某物的“状态”） 那么定义一个主要目的是 保持由这五个数量组成的一个“状态”。

然后确保是否有任何代码尝试将值存储在对象中 不在界限之内的那个类，一些合理的东西 （不是段错误）反而发生了， 并且没有越界值存储在那里。 这样，该类的对象可以安全地传递给任何 要求a、b、c、d 和e 在范围内， 并且不需要任何此类功能进行边界检查 关于这五个值。

Answer 4

这是一种紧凑而有效的检查方法。它采用二进制补码算法。

bool IsInBounds(int a, int b, int c, int d, int e)
{
    // Make sure only bits 0-3 are set (i.e. all values are 0-15)
    return ((a | b | c | d | e) & ~0xf) == 0;
}

这通过注意所有在 0-15 范围之外的值都有一个不是四个最低有效位之一的位集，并且范围内的所有值都没有。

当然，只有在效率的提升超过代码可读性的损失时，才值得使用这种优化。

Answer 5

你可以写一个可变参数check 函数：

bool check(int a) {
  return 0 <= a && a < 16;
}   

template<typename... Args>
bool check(int a, Args... args) {
  return check(a) && check(args...);
}

您可以像check(a, b, c, d, e, ...) 一样使用它。它还有一个优点是可以接受任意数量的条件。

Here's a demo

Answer 6

功能的重点是可重用性。如果您发现自己重复编写某些较长的表达式或语句组，则可能是时候将其重构了。

在这种情况下，我会编写一个简单的函数来进行边界检查：

bool isInBounds(int a, int b, int c, int d, int e)
{
     return a >= 0 && a < 16 &&
            b >= 0 && b < 16 &&
            c >= 0 && c < 16 && 
            d >= 0 && d < 16 &&
            e >= 0 && e < 16;
}

然后用它代替你的长条件：

if (isInBounds(a, b, c, d, e))
{
    // do things with array[a][b][c][d][e]
}