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C++ 11：基于范围的 for 循环

article 2024/10/4 19:35:17

基于范围的for 循环（Range-based for loop）是 C++11 标准引入的一项特性，它提供了一种更简洁、更安全的遍历容器（如数组、向量等）的方式。

与传统的 for 循环相比，基于范围的 for 循环自动处理迭代，避免了迭代器或下标可能引入的错误，使代码更加易于编写和理解。

基本语法

基于范围的 for 循环的基本语法如下：

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

declaration 是当前范围内元素的声明，通常是一个变量定义，这个变量会依次取得 range 中每个元素的值。
expression 是要迭代的序列，可以是花括号括起来的初始化列表、数组、容器类对象等，也可以是返回 string 字符串和容器对象的函数。

下面我们通过几个代码示例，学习一下基于范围 for 循环的用法。

使用方法

1、遍历数组和初始化列表

#include <iostream>

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

    // 使用基于范围的 for 循环遍历数组
    for (int elem : arr) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    // 使用基于范围的 for 循环初始化列表
    for (int elem : {6, 7, 8, 9, 10}) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
// 输出：
// 1 2 3 4 5 
// 6 7 8 9 10

2、遍历容器

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {6, 7, 8, 9, 10};

    // 使用基于范围的for循环遍历vector
    for (int elem : vec) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
// 输出：6 7 8 9 10

3、使用 auto 关键字

使用 auto 关键字可以让编译器自动推断元素的类型，这在遍历复杂类型的容器时非常有用。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

int main() {
    std::vector<std::string> strings = {"Hello", "World", "C++11"};

    // 使用基于范围的for循环和auto关键字遍历vector
    for (auto& str : strings) { // 使用引用避免拷贝
        std::cout << str << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
// 输出：Hello World C++11

4、修改容器元素

如果需要在循环中修改容器元素的值，应使用引用类型。

#include <iostream>
#include <vector>

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

    // 使用基于范围的for循环修改vector元素的值
    for (auto& elem : vec) {
        elem *= 2; // 将每个元素值翻倍
    }

    // 再次遍历显示修改后的值
    for (const auto& elem : vec) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
// 输出：2 4 6 8 10

5、返回容器类对象的函数

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

std::string strings = {"Hello World, C++11"};

std::string return_str() {
    return strings;
}

int main() {
    for (auto& ch : return_str()) { // 使用引用避免拷贝
        std::cout << ch;
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
// 输出：Hello World C++11