循環終止條件

Question

這些for循環是算法形式正確性證明的第一個基本例子。他們有不同的但等效的終止條件：在後置

1 for (int i = 0; i != N; ++i) 

2 for (int i = 0; i < N; ++i) 

的區別變得清晰：

• 第一個給出了i == N循環結束後的有力保障。

• 第二個只給出了在循環終止後i >= N的弱保證，但您會被假設爲i == N。

如果出於任何原因增量++i是不斷變化的東西像i += 2，或者如果i被修改的循環中，或者如果N爲負，該程序可能會失敗：

• 的第一個可能陷入無限循環。它在出現錯誤的循環中提前失敗。調試很容易。

• 第二個循環將終止，並且由於您對i == N的錯誤假設，程序可能會稍後失敗。它可能會遠離導致錯誤的循環，使其很難追溯。或者它可以默默繼續做出意想不到的事情，這更糟糕。

你更喜歡哪種終止條件，爲什麼？還有其他的考慮嗎？爲什麼許多知道這個的程序員拒絕應用它？

Answer 1

在C++中，使用!=測試是普遍性的首選。 C++中的迭代器有各種概念，如input iterator,forward iterator,bidirectional iterator,random access iterator，其中每個概念都用新功能擴展了前一個概念。要使<工作，需要隨機訪問迭代器，而!=僅需要輸入迭代器。

Answer 2

我們不應該孤立地看待計數器 - 如果由於某種原因某人改變了計數器增量的方式，他們會改變終止條件和結果邏輯（如果它是i == N所需的）。

我寧願第二個條件，因爲它更標準，不會導致無限循環。

Answer 3

如果你信任你的代碼，你也可以做。如果你想讓你的代碼可讀性和容易理解（並且因此更容忍改變某個你認爲是klutz的人），我會使用類似於;

for (int i = 0 ; i >= 0 && i < N ; ++i) 

Answer 4

我總是用＃2，那麼你可以肯定的循環將終止...依託它是等於N之後是依靠副作用......難道你只是使用更好變量N本身？

對不起...我的意思＃2

Answer 5

一般來說，我寧願

for (int i = 0; i < N; ++i) 

在生產的童車程序的懲罰，似乎少了很多嚴重的，你不會有一個線程在一個永遠困for循環，這種情況這可能非常危險並且很難診斷。

此外，通常我喜歡避免這些類型的循環，以支持更易讀的foreach樣式循環。

Answer 6

我認爲大多數程序員使用第二個，因爲它有助於弄清楚循環內部發生了什麼。我可以看看它，並且「知道」我將從0開始，並且肯定會小於N.

第一個變體沒有這個質量。我可以看看它，而我所知道的是，我將從0開始，它不會等於N.不是很有幫助。

無論您如何終止循環，在循環外部使用循環控制變量都非常謹慎。在你的例子中，你（正確地）聲明我在循環內部，所以它不在循環的範圍之外，並且它的值的問題是沒有意義的...

當然，第二個變體也有它的優點我看到的所有C參考都使用:-)

Answer 7

我更喜歡使用＃2，只是因爲我試圖不擴展我在for循環之外的含義。如果我正在跟蹤這樣的變量，我會創建一個額外的測試。也許有人會說這是多餘的或無效的，但它讓我想起我的意圖的讀者：在這一點上，我必須等於n，

@timyates - 我同意一個不應該依賴的副作用

Answer 8

我傾向於使用第二種形式，只是因爲我可以更確定該循環將終止。即通過改變循環內部的i來引入非終止錯誤更加困難。

當然，它也有被少一個字符鍵入略微懶惰優勢;）

我還認爲的是，在與合理的範圍規則語言，作爲i爲循環結構內聲明，它不應該在循環之外提供。這將減輕任何依賴於我在循環結束時等於N ...

Answer 9

我想你說得非常好，兩者之間的區別。我有如下意見，雖然：

• 這不是「語言無關」，我可以看到你的例子是在C++中，但有 情況下，你不允許修改裏面的循環變量語言 循環以及其他不能保證索引的值在 循環（以及其中一部分都可用）後可用的其他索引。

• 聲明該for內i 指數，所以我不會對i循環之後的價值投注。 這些例子有點誤導，因爲它們暗示for是 確定的循環。在現實中，它僅僅是一個寫作的更方便的方法：

  // version 1 
  { int i = 0; 
      while (i != N) { 
      ... 
      ++i; 
      } 
  } 
  

  注意i是如何塊後不確定。

如果程序員知道所有上述不會使i價值的一般假設，將是明智的選擇i<N作爲結束條件，以確保出口條件將最終實現。

Answer 10

在C＃中使用上述任何一種會導致編譯器錯誤，如果你用我的外循環

Answer 11

我喜歡這有時會：

for (int i = 0; (i <= (n-1)); i++) { ... } 

此版本的顯示值的直接的範圍內，我可以有。如果你真的需要這個，你的代碼有太多的副作用，需要重寫。

另一個版本：

for (int i = 1; (i <= n); i++) { ... } 

可以幫助您確定循環體是如何經常被稱爲。這也有有效的用例。

Answer 12

對於一般的編程工作，我更喜歡

for (int i = 0; i < N; ++i) 

到

for (int i = 0; i != N; ++i) 

因爲它是不太容易出錯，尤其是當代碼被重構。我已經看到這種代碼偶然變成了一個無限循環。

這個論點說「你會被假設爲我== N」，我不相信是真的。我從來沒有做過這樣的假設，也沒有見過其他程序員做出這樣的假設

Answer 13

從我的正式驗證和自動終止分析的角度來看，我強烈傾向於＃2（<）。跟蹤一些變量是很容易的（在var = x之前，對於某些非負數n，在var = x+n之後）。然而，要想看到i==N最終成立並不那麼容易。爲此，需要推斷在每一步中i確切地增加了1，這在更復雜的示例中可能由於抽象而丟失。

如果你考慮循環增加2（i = i + 2），這個一般的想法變得更容易理解。爲了保證終止，現在需要知道i%2 == N%2，而當使用<作爲條件時，這是不相關的。