基于范围的for循环

枫2025-05-232025-09-05

C++11 为我们带来了许多极大提升代码可读性与开发效率的新特性，其中之一就是基于范围的 for 循环（range-based for loop）。它让我们在遍历容器（如数组、std::vector、std::map 等）时，不再需要写复杂的下标或迭代器，大大简化了代码。

1. 为什么需要基于范围的for循环？

在 C++11 之前，遍历一个容器的常用方法是这样：

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

这种写法虽然功能完整，但冗长且不利于阅读。
而 C++11 引入的基于范围的 for 循环，让代码变得更简单：

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for (auto n : nums) {
    std::cout << n << " ";
}

2.基本语法

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

declaration：用于接收容器中的每个元素（可以是值、引用、常量引用等）。
container：任何支持 begin() 和 end() 的容器，例如数组、std::vector、std::list 等。

示例1：简单遍历std::vector

#include <iostream>
#include <vector>

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

    for (auto n : nums) {
        std::cout << n << " ";
    }
    return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

示例 2：修改容器内容（使用引用）

默认情况下，auto n 是按值复制的，修改 n 不会影响原容器。如果你需要修改容器中的内容，应使用引用：

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for (auto& n : nums) {
    n *= 2;
}

或者防止被修改时使用常量引用：

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for (const auto& n : nums) {
    std::cout << n << " ";
}

示例 3：遍历原生数组

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

示例4：访问次数

基于范围的for循环遍历的对象可以是一个表达式或者容器/数组等。假设我们对一个容器进行遍历，在遍历过程中for循环对这个容器的访问频率是一次还是多次呢？我们通过下面的例子验证一下：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };
vector<int>& getRange()
{
    cout << "get vector range..." << endl;
    return v;
}

int main(void)
{
    for (auto val : getRange())
    {
        cout << val << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}