c++7. 基于范围的 for 循环

基于范围的 for 循环（range-based for loop）是C++11引入的一种循环方式，旨在简化遍历容器（如数组、std::vector等） 或任何实现了 begin() 和 end() 方法的对象的代码。

基于范围的 for 循环语法

基于范围的 for 循环的基本语法如下：

for (declaration : range) {
    // 循环体
}

• declaration：用于声明循环变量，它表示集合中的一个元素。
• range：表示要遍历的集合或范围。

示例

遍历数组

#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 基于范围的 for 循环
    for (int elem : arr) {
        std::cout << elem << " ";
    }

    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

遍历 std::vector

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 基于范围的 for 循环
    for (int elem : vec) {
        std::cout << elem << " ";
    }

    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

与传统 for 循环的区别

传统 for 循环

传统的 for 循环通常需要明确索引或迭代器，并显式控制循环的开始和结束。这使得代码更冗长和复杂。

示例：传统 for 循环遍历数组

#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 传统 for 循环
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }

    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

示例：传统 for 循环遍历 std::vector

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 传统 for 循环
    for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }

    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

基于范围的 for 循环的优势

1. 简洁性：代码更短更易读，不需要显式管理索引或迭代器。
2. 安全性：减少了出错的可能性，如越界访问等问题。
3. 自动推导类型：可以使用 auto 关键字，让编译器自动推导循环变量的类型。

使用 auto 的示例

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 基于范围的 for 循环，使用 auto
    for (auto elem : vec) {
        std::cout << elem << " ";
    }

    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

值捕获和引用捕获

在基于范围的 for 循环中，可以选择值捕获或引用捕获。

• 值捕获：默认情况下，循环变量是值捕获，表示每次迭代都会创建集合元素的副本。

  for (int elem : vec) {
      // elem 是 vec 中元素的副本
  }
  

• 引用捕获：通过使用引用类型，可以直接操作集合中的元素。

  for (int& elem : vec) {
      // elem 是 vec 中元素的引用
  }
  

  引用捕获适用于需要修改集合元素的情况。

  for (int& elem : vec) {
      elem *= 2; // 将 vec 中的每个元素都乘以 2
  }