c# - 为什么 Java、C# 和 C++ 没有范围？

Question

Ada、Pascal和许多其他语言支持范围，这是一种对整数进行子类型化的方法。范围是一个有符号整数值，范围从一个值（第一个）到另一个值（最后一个）。在 OOP 中实现相同功能的类很容易，但我认为原生支持该功能可以让编译器进行额外的静态检查。

我知道不可能静态验证范围内定义的变量不会“溢出”运行时，即由于输入错误，但我认为可以做些什么。我考虑了按合同设计的方法 (Eiffel) 和 Spec# ( C# Contracts )，它们提供了更通用的解决方案。

是否有一个更简单的解决方案，至少在 C++、C# 和 Java 的编译时检查静态越界赋值？某种静态断言？

编辑：我知道“范围”可以用于不同的目的：

我会关注后者，因为前者很容易映射到 C* 语言上。我考虑一组封闭的值，比如音乐音量，即从 1 到 100 的范围。我想增加或减少一个值。我想在静态溢出的情况下出现编译错误，例如：

volume=rangeInt(0,100);
volume=101;  // compile error!
volume=getIntFromInput(); // possible runtime exception

谢谢。

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Java 从 1.4 版开始就有了 assert 关键字。如果您通过合同进行编程，您可以自由地使用它们来检查正确的分配。并且在设置之前应检查对象内应落在特定范围内的任何可变属性。您也可以抛出 IllegalArgumentException。

为什么没有范围类型？我的猜测是，最初的设计者没有在 C++ 中看到它，并且认为它不像他们试图正确处理的其他功能一样重要。

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子范围类型在实践中实际上并不是很有用。我们不经常分配固定长度的数组，也没有理由分配固定大小的整数。通常在我们确实看到固定大小的数组时，它们充当枚举，我们对此有更好的（尽管“更重”）的解决方案。

子范围类型也使类型系统复杂化。在变量之间引入约束比引入固定常量更有用。

（必须提到整数在任何合理的语言中都应该是任意大小。）

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当您可以简洁地在该范围内做某事时，范围是最有用的。这意味着关闭。至少对于 Java 和 C++，范围类型与迭代器相比会很烦人，因为您需要定义一个内部类来定义您将在该范围内执行的操作。

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Pascal（以及 Delphi）使用子范围类型，但仅限于序数类型（整数、字符甚至布尔值）。

它主要是一个带有额外类型检查的整数。您可以使用课程以其他语言伪造它。这提供了可以应用更复杂范围的优势。

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对于 C++，约束值变量的库目前正在实施中，并将在 boost 库中提出： http: //student.agh.edu.pl/~kawulak/constrained_value/index.html

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C++ 允许您通过模板实现此类类型，我认为已经有一些库可以做到这一点。但是，我认为在大多数情况下，收益太小，不足以证明增加的复杂性和编译速度损失是合理的。

至于静态断言，它已经存在。Boost 有一个BOOST_STATIC_ASSERT, 在 Windows 上，我认为微软的 ATL 库定义了一个类似的库。

boost::type_traits和 boost::mpl 可能是你最好的朋友来实现这样的东西。

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自己滚动的灵活性比将它内置到语言中要好。例如，如果您想要饱和算术，而不是为超出范围的值抛出异常怎么办？IE

MyRange<0,100> volume = 99;
volume += 10; // results in volume==100

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我想补充一下 Tom Hawtin 的回应（我同意），对于 C++，范围的存在并不意味着它们会被检查——如果你想与一般语言行为保持一致——例如，数组访问是无论如何也没有进行范围检查。对于 C# 和 Java，我相信这个决定是基于性能的——检查范围会带来负担并使编译器复杂化。

请注意，范围主要在调试阶段有用 - 生产代码中绝不应该发生范围违规（理论上）。因此，范围检查最好不在语言本身内部实现，而是在前置和后置条件中实现，在生成发布版本时可以（应该）将其剥离。

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这是一个老问题，但只是想更新它。Java 本身没有范围，但如果你真的想要这个功能，你可以使用Commons Lang，它有许多范围类，包括IntRange：

IntRange ir = new IntRange(1, 10);

奇怪的是，这在 Commons Math 中不存在。我部分同意接受的答案，但我不认为范围是无用的，尤其是在测试用例中。

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在 C# 中，您可以这样做：

foreach(int i in System.Linq.Enumerable.Range(0, 10))
{
    // Do something
}

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JSR-305 为范围提供了一些支持，但我不知道这是否会成为 Java 的一部分。

于 2009-01-30T20:37:09.493 回答

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