循环终止条件

Question

这些for循环是算法形式正确性证明的第一个基本例子。他们有不同的但等效的终止条件：在后置

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

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

的区别变得清晰：

• 第一个给出了i == N循环结束后的有力保障。

• 第二个只给出了在循环终止后i >= N的弱保证，但您会被假设为i == N。

如果出于任何原因增量++i是不断变化的东西像i += 2，或者如果i被修改的循环中，或者如果N为负，该程序可能会失败：

• 的第一个可能陷入无限循环。它在出现错误的循环中提前失败。调试很容易。

• 第二个循环将终止，并且由于您对i == N的错误假设，程序可能会稍后失败。它可能会远离导致错误的循环，使其很难追溯。或者它可以默默继续做出意想不到的事情，这更糟糕。

你更喜欢哪种终止条件，为什么？还有其他的考虑吗？为什么许多知道这个的程序员拒绝应用它？

Answer 1

在C++中，使用!=测试是普遍性的首选。 C++中的迭代器有各种概念，如input iterator,forward iterator,bidirectional iterator,random access iterator，其中每个概念都用新功能扩展了前一个概念。要使<工作，需要随机访问迭代器，而!=仅需要输入迭代器。

Answer 2

我们不应该孤立地看待计数器 - 如果由于某种原因某人改变了计数器增量的方式，他们会改变终止条件和结果逻辑（如果它是i == N所需的）。

我宁愿第二个条件，因为它更标准，不会导致无限循环。

Answer 3

如果你信任你的代码，你也可以做。如果你想让你的代码可读性和容易理解（并且因此更容忍改变某个你认为是klutz的人），我会使用类似于;

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

Answer 4

我总是用＃2，那么你可以肯定的循环将终止...依托它是等于N之后是依靠副作用......难道你只是使用更好变量N本身？

对不起...我的意思＃2

Answer 5

一般来说，我宁愿

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

在生产的童车程序的惩罚，似乎少了很多严重的，你不会有一个线程在一个永远困for循环，这种情况这可能非常危险并且很难诊断。

此外，通常我喜欢避免这些类型的循环，以支持更易读的foreach样式循环。

Answer 6

我认为大多数程序员使用第二个，因为它有助于弄清楚循环内部发生了什么。我可以看看它，并且“知道”我将从0开始，并且肯定会小于N.

第一个变体没有这个质量。我可以看看它，而我所知道的是，我将从0开始，它不会等于N.不是很有帮助。

无论您如何终止循环，在循环外部使用循环控制变量都非常谨慎。在你的例子中，你（正确地）声明我在循环内部，所以它不在循环的范围之外，并且它的值的问题是没有意义的...

当然，第二个变体也有它的优点我看到的所有C参考都使用:-)

Answer 7

我更喜欢使用＃2，只是因为我试图不扩展我在for循环之外的含义。如果我正在跟踪这样的变量，我会创建一个额外的测试。也许有人会说这是多余的或无效的，但它让我想起我的意图的读者：在这一点上，我必须等于n，

@timyates - 我同意一个不应该依赖的副作用

Answer 8

我倾向于使用第二种形式，只是因为我可以更确定该循环将终止。即通过改变循环内部的i来引入非终止错误更加困难。

当然，它也有被少一个字符键入略微懒惰优势;）

我还认为的是，在与合理的范围规则语言，作为i为循环结构内声明，它不应该在循环之外提供。这将减轻任何依赖于我在循环结束时等于N ...

Answer 9

我想你说得非常好，两者之间的区别。我有如下意见，虽然：

• 这不是“语言无关”，我可以看到你的例子是在C++中，但有 情况下，你不允许修改里面的循环变量语言 循环以及其他不能保证索引的值在 循环（以及其中一部分都可用）后可用的其他索引。

• 声明该for内i 指数，所以我不会对i循环之后的价值投注。 这些例子有点误导，因为它们暗示for是 确定的循环。在现实中，它仅仅是一个写作的更方便的方法：

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

  注意i是如何块后不确定。

如果程序员知道所有上述不会使i价值的一般假设，将是明智的选择i<N作为结束条件，以确保出口条件将最终实现。

Answer 10

在C＃中使用上述任何一种会导致编译器错误，如果你用我的外循环

Answer 11

我喜欢这有时会：

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

此版本的显示值的直接的范围内，我可以有。如果你真的需要这个，你的代码有太多的副作用，需要重写。

另一个版本：

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

可以帮助您确定循环体是如何经常被称为。这也有有效的用例。

Answer 12

对于一般的编程工作，我更喜欢

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

到

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

因为它是不太容易出错，尤其是当代码被重构。我已经看到这种代码偶然变成了一个无限循环。

这个论点说“你会被假设为我== N”，我不相信是真的。我从来没有做过这样的假设，也没有见过其他程序员做出这样的假设

Answer 13

从我的正式验证和自动终止分析的角度来看，我强烈倾向于＃2（<）。跟踪一些变量是很容易的（在var = x之前，对于某些非负数n，在var = x+n之后）。然而，要想看到i==N最终成立并不那么容易。为此，需要推断在每一步中i确切地增加了1，这在更复杂的示例中可能由于抽象而丢失。

如果你考虑循环增加2（i = i + 2），这个一般的想法变得更容易理解。为了保证终止，现在需要知道i%2 == N%2，而当使用<作为条件时，这是不相关的。