Cには「foreach」ループ構造がありますか？

Question

ほとんどすべての言語には、 foreach loop または類似したものがあります。 Cには1つありますか？サンプルコードを投稿できますか？

Answer 1

Cにはforeachがありませんが、それをエミュレートするためにマクロが頻繁に使用されます：

#define for_each_item(item, list) \
    for(T * item = list->head; item != NULL; item = item->next)

そして次のように使用できます

for_each_item(i, processes) {
    i->wakeup();
}

配列の反復も可能です。

#define foreach(item, array) \
    for(int keep = 1, \
            count = 0,\
            size = sizeof (array) / sizeof *(array); \
        keep && count != size; \
        keep = !keep, count++) \
      for(item = (array) + count; keep; keep = !keep)

そして次のように使用できます

int values[] = { 1, 2, 3 };
foreach(int *v, values) {
    printf("value: %d\n", *v);
}

編集：C++ソリューションにも興味がある場合、C++には「範囲ベース」と呼ばれるネイティブfor-each構文があります

Answer 2

C99のfor-eachマクロの完全なプログラム例を次に示します。

#include <stdio.h>

typedef struct list_node list_node;
struct list_node {
    list_node *next;
    void *data;
};

#define FOR_EACH(item, list) \
    for (list_node *(item) = (list); (item); (item) = (item)->next)

int
main(int argc, char *argv[])
{
    list_node list[] = {
        { .next = &list[1], .data = "test 1" },
        { .next = &list[2], .data = "test 2" },
        { .next = NULL,     .data = "test 3" }
    };

    FOR_EACH(item, list)
        puts((char *) item->data);

    return 0;
}

Answer 3

Cにはforeachはありません。

Forループを使用してデータをループできますが、長さを知る必要があるか、データを既知の値（nullなど）で終了する必要があります。

char* nullTerm;
nullTerm = "Loop through my characters";

for(;nullTerm != NULL;nullTerm++)
{
    //nullTerm will now point to the next character.
}

Answer 4

おそらく既にご存知のように、Cには「foreach」スタイルのループはありません。

この問題を回避するために、ここにはたくさんの素晴らしいマクロが既に提供されていますが、このマクロが役に立つかもしれません：

_// "length" is the length of the array.   
#define each(item, array, length) \
(typeof(*(array)) *p = (array), (item) = *p; p < &((array)[length]); p++, (item) = *p)
_

...これはforで使用できます（for each (...)のように）。

このアプローチの利点：

• itemはforステートメント内で宣言され、インクリメントされます（Pythonの場合とまったく同じです！）。
• 1次元配列で動作するようです
• マクロで作成されたすべての変数（p、item）は、ループのスコープ外では表示されません（forループヘッダーで宣言されているため）。

短所：

• 多次元配列では機能しません
• Gcc拡張機能であるtypeof()に依存しますnot標準Cの一部
• Forループヘッダーで変数を宣言するため、C11以降でのみ機能します。

時間を節約するために、次の方法でテストできます。

_typedef struct _point {
    double x;
    double y;
} Point;

int main(void)
{
    double some_nums[] = {4.2, 4.32, -9.9, 7.0};
    for each (element, some_nums, 4)
        printf("element = %lf\n", element);

    int numbers[] = {4, 2, 99, -3, 54};
    // Just demonstrating it can be used like a normal for loop
    for each (number, numbers, 5) { 
        printf("number = %d\n", number);
        if (number % 2 == 0)
                printf("%d is even.\n", number);
    }

    char *dictionary[] = {"Hello", "World"};
    for each (Word, dictionary, 2)
        printf("Word = '%s'\n", Word);

    Point points[] = {{3.4, 4.2}, {9.9, 6.7}, {-9.8, 7.0}};
    for each (point, points, 3)
        printf("point = (%lf, %lf)\n", point.x, point.y);

    // Neither p, element, number or Word are visible outside the scope of
    // their respective for loops. Try to see if these printfs work
    // (they shouldn't):
    // printf("*p = %s", *p);
    // printf("Word = %s", Word);

    return 0;
}
_

Gccとclangで動作するようです。他のコンパイラについてはわかりません。

Answer 5

これはかなり古い質問ですが、これを投稿する必要があります。 GNU C99のforeachループです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

#define FOREACH_COMP(INDEX, ARRAY, ARRAY_TYPE, SIZE) \
  __extension__ \
  ({ \
    bool ret = 0; \
    if (__builtin_types_compatible_p (const char*, ARRAY_TYPE)) \
      ret = INDEX < strlen ((const char*)ARRAY); \
    else \
      ret = INDEX < SIZE; \
    ret; \
  })

#define FOREACH_ELEM(INDEX, ARRAY, TYPE) \
  __extension__ \
  ({ \
    TYPE *tmp_array_ = ARRAY; \
    &tmp_array_[INDEX]; \
  })

#define FOREACH(VAR, ARRAY) \
for (void *array_ = (void*)(ARRAY); array_; array_ = 0) \
for (size_t i_ = 0; i_ && array_ && FOREACH_COMP (i_, array_, \
                                    __typeof__ (ARRAY), \
                                    sizeof (ARRAY) / sizeof ((ARRAY)[0])); \
                                    i_++) \
for (bool b_ = 1; b_; (b_) ? array_ = 0 : 0, b_ = 0) \
for (VAR = FOREACH_ELEM (i_, array_, __typeof__ ((ARRAY)[0])); b_; b_ = 0)

/* example's */
int
main (int argc, char **argv)
{
  int array[10];
  /* initialize the array */
  int i = 0;
  FOREACH (int *x, array)
    {
      *x = i;
      ++i;
    }

  char *str = "hello, world!";
  FOREACH (char *c, str)
    printf ("%c\n", *c);

  return EXIT_SUCCESS;
}

このコードは、GNU/Linux上のgcc、icc、およびclangで動作するようにテストされています。

Answer 6

Cにはfor eachコンストラクトはありませんが、配列(&arr)[1]。これにより、次のように各ループの簡単な慣用句を作成できます。

int arr[] = {1,2,3,4,5};
for(int *a = arr; a < (&arr)[1]; ++a)
    printf("%d\n", *a);

Answer 7

Cには「for」および「while」キーワードがあります。 C＃のような言語のforeachステートメントが次のようになっている場合...

foreach (Element element in collection)
{
}

...次に、Cでのこのforeachステートメントに相当するものは次のようになります。

for (
    Element* element = GetFirstElement(&collection);
    element != 0;
    element = GetNextElement(&collection, element)
    )
{
    //TODO: do something with this element instance ...
}

Answer 8

Cにこだわっているときに使用するものを次に示します。同じスコープで同じアイテム名を2回使用することはできません。

#define FOREACH(type, item, array, size) \
    size_t X(keep), X(i); \
    type item; \
    for (X(keep) = 1, X(i) = 0 ; X(i) < (size); X(keep) = !X(keep), X(i)++) \
        for (item = (array)[X(i)]; X(keep); X(keep) = 0)

#define _foreach(item, array) FOREACH(__typeof__(array[0]), item, array, length(array))
#define foreach(item_in_array) _foreach(item_in_array)

#define in ,
#define length(array) (sizeof(array) / sizeof((array)[0]))
#define CAT(a, b) CAT_HELPER(a, b) /* Concatenate two symbols for macros! */
#define CAT_HELPER(a, b) a ## b
#define X(name) CAT(__##name, __LINE__) /* unique variable */

使用法：

int ints[] = {1, 2, 0, 3, 4};
foreach (i in ints) printf("%i", i);
/* can't use the same name in this scope anymore! */
foreach (x in ints) printf("%i", x);

EDIT：これは、名前空間の汚染を避けるためにc99構文を使用するFOREACHの代替です。

#define FOREACH(type, item, array, size) \
    for (size_t X(keep) = 1, X(i) = 0; X(i) < (size); X(keep) = 1, X(i)++) \
    for (type item = (array)[X(i)]; X(keep); X(keep) = 0)

Answer 9

Cにはfor-eachの実装がありません。配列をポイントとして解析するとき、レシーバーは配列の長さを知らないため、配列の最後に到達したことを知る方法はありません。 Cでは、int*はintを含むメモリアドレスへのポイントであることに注意してください。連続して配置される整数の数に関する情報を含むヘッダーオブジェクトはありません。したがって、プログラマはこれを追跡する必要があります。

ただし、リストの場合、for-eachループに似たものを簡単に実装できます。

for(Node* node = head; node; node = node.next) {
   /* do your magic here */
}

配列に対して同様のことを実現するには、次の2つのいずれかを実行できます。

1. 最初の要素を使用して配列の長さを保存します。
2. 長さと配列へのポインタを保持する構造体で配列をラップします。

以下はそのような構造体の例です。

typedef struct job_t {
   int count;
   int* arr;
} arr_t;

Answer 10

関数ポインターを使用する予定の場合

#define lambda(return_type, function_body)\
    ({ return_type __fn__ function_body __fn__; })

#define array_len(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))

#define foreachnf(type, item, arr, arr_length, func) {\
    void (*action)(type item) = func;\
    for (int i = 0; i<arr_length; i++) action(arr[i]);\
}

#define foreachf(type, item, arr, func)\
    foreachnf(type, item, arr, array_len(arr), func)

#define foreachn(type, item, arr, arr_length, body)\
    foreachnf(type, item, arr, arr_length, lambda(void, (type item) body))

#define foreach(type, item, arr, body)\
    foreachn(type, item, arr, array_len(arr), body)

使用法：

int ints[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach(int, i, ints, {
    printf("%d\n", i);
});

char* strs[] = { "hi!", "hello!!", "hello world", "just", "testing" };
foreach(char*, s, strs, {
    printf("%s\n", s);
});

char** strsp = malloc(sizeof(char*)*2);
strsp[0] = "abcd";
strsp[1] = "efgh";
foreachn(char*, s, strsp, 2, {
    printf("%s\n", s);
});

void (*myfun)(int i) = somefunc;
foreachf(int, i, ints, myfun);

しかし、これはgccでのみ機能すると思います（確かではありません）。

Answer 11

以下に、単純なforループを示します。

#define FOREACH(type, array, size) do { \
        type it = array[0]; \
        for(int i = 0; i < size; i++, it = array[i])
#define ENDFOR  } while(0);

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

FOREACH(int, array, 5)
{
    printf("element: %d. index: %d\n", it, i);
}
ENDFOR

必要に応じてインデックス（i）と繰り返し処理中の現在のアイテム（it）にアクセスできます。ループをネストするときに名前付けの問題がある可能性があることに注意してください。アイテム名とインデックス名をマクロのパラメーターにすることができます。

編集：承認済みの回答foreachの修正バージョンです。 startインデックス、sizeを指定して、減衰配列（ポインター）で機能し、int*を必要とせず、ユーザーが誤って「i」を大きくした場合にcount != sizeをi < sizeに変更します。 sizeよりも多く、無限ループに陥ります。

#define FOREACH(item, array, start, size)\
    for(int i = start, keep = 1;\
        keep && i < size;\
        keep = !keep, i++)\
    for (item = array[i]; keep; keep = !keep)

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
FOREACH(int x, array, 2, 5)
    printf("index: %d. element: %d\n", i, x);

出力：

index: 2. element: 3
index: 3. element: 4
index: 4. element: 5

Answer 12

Ericの答え は、「break」または「continue」を使用している場合は機能しません。

これは、最初の行を書き換えることで修正できます。

元の行（再フォーマット済み）：

for (unsigned i = 0, __a = 1; i < B.size(); i++, __a = 1)

一定：

for (unsigned i = 0, __a = 1; __a && i < B.size(); i++, __a = 1)

ヨハネスのループと比較すると、彼が実際に同じことをしていることがわかります。少し複雑でugいです。

Answer 13

受け入れられた回答のおかげで、C++マクロを修正できました。きれいではありませんが、ネスト、ブレーク、続行をサポートし、list<t>の場合、t&の代わりにlist<t>::elem*を反復処理できるため、逆参照する必要はありません。

template <typename t> struct list { // =list=
  struct elem {
    t Data;
    elem* Next;
  };
  elem* Head;
  elem* Tail;
};
#define for_list3(TYPE, NAME, NAME2, LIST) \
  bool _##NAME##NAME2 = true;\
  for (list<TYPE>::elem* NAME##_E = LIST.Head;\
      NAME##_E && _##NAME##NAME2;\
      _##NAME##NAME2 = !_##NAME##NAME2, NAME##_E = NAME##_E->Next) \
    for (auto& NAME = NAME##_E->Data; _##NAME##NAME2; _##NAME##NAME2=false)
#define for_list2(TYPE, NAME, NAME2, LIST) for_list3(TYPE, NAME, NAME2, LIST)
#define for_list(TYPE, NAME, LIST) for_list2(TYPE, NAME, __COUNTER__, LIST)

void example() {
  list<string> Words;
  for_list(string, Word, Words) {
    print(Word);
  }
}

受け入れられた回答のfor_each_itemマクロを使用して、これを行う必要があります。

void example2() {
  list<string> Words;
  for_each_item(string, Elem, Words) {
    string& Word = Elem->Data;
    print(Word);
  }
}

クリーンバージョンに書き換えたい場合は、自由に編集してください。