C++11 引入了基于范圍的for循環(huán)，自動(dòng)迭代一個(gè)范圍對(duì)象中的每個(gè)元素，而無(wú)需顯式地使用循環(huán)變量或索引，是一種簡(jiǎn)化數(shù)組遍歷、簡(jiǎn)化容器遍歷的語(yǔ)法糖。

語(yǔ)法糖，“錦上添花”的意思，并不會(huì)引入新的功能或者改變語(yǔ)言的核心功能，只是讓代碼更容易理解、編寫(xiě)或維護(hù)。提供簡(jiǎn)潔語(yǔ)法，同時(shí)不影響性能。

1. 基本語(yǔ)法

for(declaration : container)
{
//循環(huán)體
}

1.1 decalaration

默認(rèn)獲取值

是一個(gè)變量，依次獲取范圍中的每個(gè)元素的值，即遍歷過(guò)程中每個(gè)元素將自己拷貝一份給decalaration，適合用于小型元素，例如 int 等，對(duì)于較大較復(fù)雜的對(duì)象，會(huì)有資源開(kāi)銷(xiāo)。
例如：

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

引用&

可以通過(guò)引用&獲取范圍中的每個(gè)元素，避免復(fù)制，適用于較大的數(shù)據(jù)類(lèi)型，例如：

for(string& str : vec)
{
// 遍歷過(guò)程中，str 是 vec 中元素的引用
}

自動(dòng)類(lèi)型推導(dǎo)（auto）

通過(guò)auto關(guān)鍵字，讓編譯器自動(dòng)推導(dǎo)元素的類(lèi)型。配合引用&，可以自動(dòng)處理復(fù)雜類(lèi)型的推導(dǎo)。例如：

for(auto& elem: vec)
{
// auto& 推導(dǎo)出 vec 中元素的類(lèi)型，通過(guò)引用獲取元素
}

1.2 container

container，是被遍歷的范圍對(duì)象，必須支持支持begin() 和end()函數(shù)，這樣才能讓 for 循環(huán)知道從哪里開(kāi)始和結(jié)束遍歷。常見(jiàn)的范圍對(duì)象有數(shù)組、STL容器、初始化列表，或者返回類(lèi)型為容器的函數(shù)。

數(shù)組

int arr[] = {1,2,3,4,5};
for(int val:arr)
{cout<<val<<" ";
}

STL容器

例如 std::vector、std::list、std::map 等標(biāo)準(zhǔn)容器

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int>vec = { 1,2,3,4,5 };for (int i : vec){cout << i << " ";}cout << endl;return 0;
}
//輸出1 2 3 4 5

初始化列表

int main()
{for (int i : { 1, 2, 3, 4, 5 }){cout << i << " ";}cout << endl;return 0;
}
//輸出1 2 3 4 5

自定義類(lèi)型

只要自定義類(lèi)型提供了begin()和end()函數(shù)，就可以被基于范圍的for循環(huán)遍歷。例如：

class CustomContainer
{
public:int* begin() { return &data[0]; }int* end() { return &data[sizeof(data)/sizeof(data[0])]; }// 計(jì)算的是數(shù)組的長(zhǎng)度（即 10）
private:int data[10] = { 1,2,3,4,5 };// 數(shù)組自動(dòng)填充剩余部分為0
};
int main()
{CustomContainer c;for (auto i : c)cout << i << " ";// 輸出 1 2 3 4 5 0 0 0 0 0return 0;
}

在C++容器（如數(shù)組、vector）等中，end()返回的不是最后一個(gè)元素的迭代器，而是指向最后一個(gè)元素下一個(gè)位置的迭代器，這個(gè)位置不是有效的元素，僅僅用于表達(dá)結(jié)束和終點(diǎn)。

這是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)模式，稱(chēng)為半開(kāi)區(qū)間。范圍的起點(diǎn)是包含的，而終點(diǎn)是不包含的，包含begin()所指向的元素，不包含end()所指向的位置上的元素。

返回容器的函數(shù)

如果一個(gè)函數(shù)返回容器或可迭代對(duì)象，可以直接將函數(shù)調(diào)用作為范圍對(duì)象是用。例如

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;vector<int> getNumbers()
{return { 1,2,3,4,5,6 };
}
int main()
{	for(int i:getNumbers())cout << i << " ";// 輸出 1 2 3 4 5 6return 0;
}

2. 其他示例

2.1 遍歷數(shù)組

int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };for(int i:arr)cout << i <<" "; //輸出1 2 3 4 5 6 7 8 9 10return 0;
}

2.2 遍歷vector，并修改元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> vec = { 1,2,3,4,5,6 };for (int& i : vec){i *= 2;}for (int i : vec)cout << i << " "; //輸出2 4 6 8 10 12return 0;
}

2.3 使用常量引用遍歷，防止容器中的值被誤修改

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<string> words = { "Hello","World" };for (const auto& w : words){cout << w << " ";//輸出：Hello World}return 0;
}

3. 小結(jié)

基于范圍的 for 循環(huán)背后的實(shí)現(xiàn)依賴于兩個(gè)函數(shù)：
begin()：指向容器或數(shù)組的第一個(gè)元素
end()：指向容器或數(shù)組的末尾元素（不含）
假設(shè)我們有如下代碼：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;int main()
{vector<string> words = { "Hello","World","C++" };for (auto& w : words){cout<<w<<" ";}cout << endl;	return 0;
}

等價(jià)于

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;int main()
{vector<string> words = { "Hello","World","C++" };for (auto w = words.begin(); w != words.end(); w++){cout << *w << " ";}cout << endl;return 0;
}