程序设计中左闭右开区间的广泛应用

(以下仅为个人主观看法,还请辩证看待!)


 


  见过很多代码后不难发现,许多的程序中对于“区间”的设定,总是左闭右开[left,right)。(当然,对于索引什么的是离散的数值)。

甚至在c,java,python等主流语言中,左闭右开区间也是非常普遍的存在(并不绝对)。

  要是深究使用这种表示的原因,似乎很难说出。但是使用过程中冥冥中总会有一种很方便的感觉。。。

  这里就例举几个例子谈谈这种表示方式的优势:

 


 

一、表示索引“0”(是零不是’欧’)

  数组的索引一般都是自然数(0,1,2,3,···),

  那么假如我们要表示连续的索引比如:3,4,5,6,7,8,9,10,用区间的形式就很方便。可以表示为:

  [3,10]或(2,10]或(2,11)或[3,11]。(区间内的自然数)

  那么假如只表示单一一个索引呢?比如:5

  那么只能表示为:

  [5,6)或者(4,5]或者(4,6),此时左右皆闭的区间则无法表示(因为[5,5]不符合数学里面对于区间的定义,[left,right]其中left<right)

  那么假如表示0索引呢?

  这时只剩下[0,1)是比较能让人接受的了。因为假如用”()”表示的话则为(-1,1),而这个-1就很让人难受···并且对于数组的索引来说一般不用负数。

  所以用[,)左闭右开区间的话,便能够只用自然数轻松表示各种连续的索引了。

二、与数组的下标表示相适应

   在c++中,定义一个数组,例如:

  

int array[10];

  则表示: 一个含有10个元素的整数数组。

  但是它的下标范围则是:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。此时调用array[10]则报错。

  而这串下标范围则可以用区间表示为[0,10);

  对于元素数为N的数组,下标的范围都可以表示为[0,N)。若用“(,]”来表示的话则为(-1,N-1],则出现了一个恼人的-1和多一个N减去1的步骤。所以这样看来左闭右开区间和数组的下标机制是非常适合的。

  而且,要遍历array[]数组(元素个数为N),写成的for循环也和左闭右开区间联系很密切:

for(int i = 0;i < N;++i)
{
    ······;        
}

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   这里的”i = 0″,”i < N”,分别使用的正好是左闭右开区间的两个端点。

 三、便于分治算法的实现

  其实一张形象的图片就能完美诠释:

  

 

   将一个左闭右开区间“切割”时,其子区间也能很好的符合左闭右开的形式。例如:

  区间[x,y)可以分割为:[x,z)和[z,y)——无缝连接,没有重叠。

  假如是全闭区间的话,边界情况处理起来就比较麻烦。全开区间的话会丢掉端点,边界情况就要特判。

四、便于表示空集

  (好吧把这个列为一个大点的确有点牵强······)

  与全开区间一样,当left = right时[left,right)可以表示为空集。(有的是候这种性质真的可以很讨巧)

总结:

  把左闭右开当成一种习惯,会慢慢发现很多边界情况都能巧妙的迎刃而解。要完整全面地讲出这种表示方法的优点并非易事,但在不断的实践中,便会逐渐体会到其精妙之处。

   最后强调一点:切胶柱鼓瑟,切临机制变!

  

 

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