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深入解析C++11基于范围的for循环：更优雅的容器遍历方式

backend 2025/5/6 12:50:29

一、传统遍历方式的痛点

在C++11之前，开发者遍历标准容器需要依赖迭代器：

std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};
for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}

这种写法的三大弊端：

代码冗余：需要显示的声明迭代器类型

维护风险：可能误用不同容器的迭代器

效率隐患：每次循环都要调用end()方法

二、基于范围的for循环语法解析

2.1 基本语法形式

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

实际应用示例：

std::vector<std::string> cities{"北京", "上海", "广州"};
for (const auto& city : cities) {std::cout << city << " ";  // 输出：北京 上海 广州
}

2.2 编译器展开原理

上述代码会被编译器转换为：

{auto&& __range = cities;auto __begin = __range.begin();auto __end = __range.end();for (; __begin != __end; ++__begin) {const auto& city = *__begin;// 循环体}
}

三、支持的数据类型

3.1 内置数组

int arr[] = {10, 20, 30};
for (int num : arr) {std::cout << num * 2 << " ";  // 输出：20 40 60
}

3.2 标准容器

支持所有STL容器（需实现begin/end）：

std::unordered_map<int, std::string> m{{1, "one"}, {2, "two"}};
for (const auto& pair : m) {std::cout << pair.first << ":" << pair.second << "\n";
}

3.3 自定义容器

通过实现begin()/end()成员函数支持：

class MyContainer {int data[5]{1,3,5,7,9};
public:int* begin() { return &data[0]; }int* end() { return &data[5]; }
};

四、参数传递方式对比

方式	示例	适用场景
值传递	`for (auto x : c)`	需要修改副本
const引用	`for (const auto& x)`	只读访问大型对象
非const引用	`for (auto& x)`	需要修改原元素
右值引用(C++17)	`for (auto&& x)`	完美转发场景