C# - Python range 함수 구현
Python의 range 함수는 [from, to) 범위의 수를 반환하는데 이런 용도로 C#에서 쉽게 사용할 수 있는 코드가 System.Linq에서 제공하는 Enumerable.Range 메서드입니다.
foreach (int i in Enumerable.Range(1, 10))
{
}
하지만, 아쉽게도 step 기능이 없습니다. 그래서 이를 감안해 다음과 같이 별도로 구현해야 합니다.
C# equivalent of Python's range with step?
; https://stackoverflow.com/questions/43897078/c-sharp-equivalent-of-pythons-range-with-step
using System;
using System.Collections.Generic;
public static class EnumerableUtilities
{
public static IEnumerable<int> RangePython(int start, int stop, int step = 1)
{
if (step == 0)
throw new ArgumentException("Parameter step cannot equal zero.");
if (start < stop && step > 0)
{
for (var i = start; i < stop; i += step)
{
yield return i;
}
}
else if (start > stop && step < 0)
{
for (var i = start; i > stop; i += step)
{
yield return i;
}
}
}
}
그런데, 구현을 하다 보니 기왕이면 int뿐만 아니라 double 같은 타입에도 사용하고 싶습니다. 문제는 이러한 목적으로 사용할 수 있는 마땅한 제네릭 제약이 없다는 것입니다. 그나마 가장 가까운 것이 C# 7.3의 unmanaged 제약인데, 그렇다고 해서 산술 연산을 지원하는 것은 아니므로 각각의 연산자 사용에서 오류가 발생합니다.
public static IEnumerable<T> Range<T>(T start, T stop, T step = 1) where T : unmanaged
{
if (step == 0)
throw new ArgumentException("Parameter step cannot equal zero.");
if (start < stop && step > 0)
{
for (var i = start; i < stop; i += step)
{
yield return i;
}
}
else if (start > stop && step < 0)
{
for (var i = start; i > stop; i += step)
{
yield return i;
}
}
}
최대한 오류를 피하기 위해 갖은 인터페이스를 활용해 구현한다면 ^^; 딱 2개의 코드를 제외하고는 다음과 같은 식으로 끌고 가볼 수는 있습니다.
public static IEnumerable<T> RangePython<T>(T start, T stop, T step) where T : unmanaged, IComparable, IEquatable<T>
{
if (step.Equals(default(T)))
throw new ArgumentException("Parameter step cannot equal zero.");
if (start.CompareTo(stop) < 0 && step.CompareTo(0) > 0)
{
for (var i = start; i.CompareTo(stop) < 0; i += step)
{
yield return i;
}
}
else if (start.CompareTo(stop) > 0 && step.CompareTo(0) < 0)
{
for (var i = start; i.CompareTo(stop) > 0; i += step)
{
yield return i;
}
}
}
그렇습니다. 문제는 바로 저 "+" 연산자입니다. "+" 연산에 대한 인터페이스 제약은 없으므로 어떻게 해볼 도리가 없습니다. 그래도.... 역시 억지로 구현해 보면 가능한 해결책은 있습니다.
public static IEnumerable<T> RangePython<T>(T start, T stop, T step) where T : unmanaged, IComparable, IEquatable<T>
{
if (step.Equals(default(T)))
throw new ArgumentException("Parameter step cannot equal zero.");
if (start.CompareTo(stop) < 0 && step.CompareTo(default(T)) > 0)
{
for (var i = start; i.CompareTo(stop) < 0;)
{
yield return i;
Add(ref i, step);
}
}
else if (start.CompareTo(stop) > 0 && step.CompareTo(default(T)) < 0)
{
for (var i = start; i.CompareTo(stop) > 0;)
{
yield return i;
Add(ref i, step);
}
}
}
private unsafe static void Add<T>(ref T value, T step) where T : unmanaged
{
switch (value)
{
// unsafe를 사용하지 않으면 박싱이 발생하고,
case short s:
short sStep = (short)(object)step;
s += sStep;
value = (T)(object)s;
break;
case int i:
int iStep = (int)(object)step;
i += iStep;
value = (T)(object)i;
break;
// unsafe를 사용하면 코드가 좀 복잡해지고!
case double _:
{
double* pStep = (double *)&step;
fixed (T* pValue = &value)
{
double* pTargetDouble = (double*)pValue;
*pTargetDouble += *pStep;
}
}
break;
default:
throw new NotSupportedException(value.GetType().ToString());
}
}
어쨌든 저 정도만 구현해도 다음과 같은 식으로는 사용할 수 있습니다.
static void Main(string[] args)
{
foreach (short val in Extension.RangePython<short>(1, 2, 1))
{
Console.WriteLine(val);
}
foreach (double val in Extension.RangePython<double>(0.1, .2, 0.001))
{
Console.WriteLine(val);
}
foreach (int val in Extension.RangePython<int>(1, 10, 1))
{
Console.WriteLine(val);
}
}
그렇지만, 아무리 봐도 타입별로 어수룩한 중복 코드가 case 문으로 나열되는 Add 문이 영 눈에 밟힙니다. ^^ 그렇다면 이제 남은 가장 최선의 방법은 바로 dynamic을 사용하는 것입니다. ^^
// Is there a constraint that restricts my generic method to numeric types?
// https://stackoverflow.com/questions/32664/is-there-a-constraint-that-restricts-my-generic-method-to-numeric-types
public static IEnumerable<T> RangePython<T>(T start, T stop, T step)
{
dynamic dStart = start;
dynamic dStop = stop;
dynamic dStep = step;
if (dStep == 0)
throw new ArgumentException("Parameter step cannot equal zero.");
if (dStart < dStop && dStep > 0)
{
for (var i = dStart; i < dStop; i += dStep)
{
yield return i;
}
}
else if (dStart > dStop && dStep < 0)
{
for (var i = dStart; i > dStop; i += dStep)
{
yield return i;
}
}
}
그나마 가장 낫죠? ^^
(
첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)
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