Modern C++特性：基于范围的for循环

遍历容器是种广泛的需求，在C++11之前，有些库提供了遍历容器内所有元素的封装方法，比如 Boost 中的 BOOST_FOREACH ， Qt 中的 foreach 关键字等等，甚至C++自己也提供了一个 std::for_each 算法。

C++11基于范围的for循环

std::vector<int> coll = { 1, 2, 3};
for( int i : coll ) {
std::cout << i << std::endl;
}

以上代码以值拷贝方式访问到容器coll中的每个元素，这里可以使用 auto 来自动推导容器内元素的类型：

std::vector<int> coll = { 1, 2, 3};
for( auto i : coll ) {
std::cout << i << std::endl;
}

如果需要修改容器内元素的内容，则需要声明引用类型 int& i 或  auto& i 。所以当容器内元素类型是复杂数据类型时，为运行效率考虑计，一般推荐引用或常量引用方式访问：

std::vector<std::string> coll = { "element1", "element2", "element3"};
for (const auto& s : coll) {
std::cout << s << std::endl;
}

std::map 是按  std::pair 迭代的，所以要这样遍历  std::map ：

std::map<std::string, std::string> mm;
for ( const auto& m : mm ) {
std::cout  << m.first << " < " << m.second << ">" << std::endl;
}

一般而言，如下一组基于范围的for循环：

for ( for-range-declaration : expression )
statement

等价于如下一组老式的for循环：

{
auto && __range = ( expression );
for (auto __begin = begin-expr, __end = end-expr; __begin != __end; ++__begin ) {
for-range-declaration = *__begin;
statement
}
}

其中 __range ，  __begin 和  __end 仅用于说明，  __RangeT 是  expression 的类型，  begin-expr 和  end-expr 则依据以下规则决定：

1. 如果 __RangeT 是数组类型，则  begin-expr 和  end-expr 分别等于  __range 和  __range +__bound ，相应的  __bound 是数组边界。因此如此  __RangeT 是不知大小的数组，或者不完整类型（有声明没定义）的数组，那么程序就不合法。

2. 如果 __RangeT 类型拥有  begin() 和  end() 成员函数，则  begin-expr 和  end-expr 分别等于  __range.begin() 和  __range.end() 。

3. 否则， begin-expr 和  end-expr 分别等于  begin(__range) 和  end(__range) ，使用 参数依赖查找算法 进行查找，其实基本上就是  std::begin() 和  std::end() 。

4. __begin 和  __end 具有相同的类型，在C++17中放宽了这个限制。

目前C++标准库中所有容器， std::string 和数组都能用这种基于范围的for循环遍历，如果想要让自己的数据结构也支持这种语法，需要满足以下要求：

1. 能对此自定义数据结构类型调用 begin 和  end 方法，无论是成员函数或者独立函数都可以，要能返回迭代器类型。

2. 返回的迭代器类型必须支持 operator* 方法，  operator!= 方法和前缀形式的  operator++ 方法，同样无论是成员函数或独立函数都可以。

C++17的改进

C++11引入的基于范围的for循环要求 begin 和  end （起始值和结尾值）具有相同的类型，这对于大多数情况来说并没有什么问题，比如在遍历STL容器时，总是能返回相同类型的  begin 和  end 。

但是有人觉得这个规范过于受限，于是C++17放开了这个限制，将原来的等价代码修改如下：

{
auto && __range = for-range-initializer;
auto __begin = begin-expr;
auto __end = end-expr;
for ( ; __begin != __end; ++__begin ) {
for-range-declaration = *__begin;
statement
}
}

与C++11中的相比，唯一的不同就是 __begin 和  __end 可以具有不同类型了，只要它们两个支持通过  operator!= 比较即可。

这为类作者、库作者提供了更多的灵活性。

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