C++11新特性之四：range-based for loops

熟悉C++98/03的对于for循环就再了解不过了，如果我们要遍历一个数组，那么在C++98/03中的实现方式：

int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  
for (int i = 0; i < 10; i++)  
    cout << arr[i];  

而遍历容器类的For如下：

std::vector<int> vec {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};  
for (std::vector<int>::iterator itr = vec.begin(); itr != vec.end(); itr++)  
    cout << *itr;  

不管上面哪一种方法，都必须明确的确定for循环开头以及结尾条件，而熟悉C#或者python的人都知道在C#和python中存在一种for的使用方法不需要明确给出容器的开始和结束条件，就可以遍历整个容器，幸运的是C++11中引入了这种方法也就是基于范围的for循环，用基于范围的for循环改写上面两个例子：

int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  
for (auto n : arr)  
    cout << n;  
    
std::vector<int> vec {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};  
for (auto n :vec)  
    std::cout << n;  

可以看到改写后的使用方法简单了很多，代码的可读性提升了一个档次，但是需要注意的在上述对容器的遍历是只读的，也就是说遍历的值是不可修改的，如果需要修改其中元素，可以声明为auto &：

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

int main()
{
	std::vector<int> vec{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	cout << "修改前" << endl;
	for (auto &n : vec)
		std::cout << n++;
	cout << endl;

	cout << "修改后" << endl;
	for (auto j : vec)
		std::cout << j;
	cout << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

使用时需要注意的地方

1.注意auto自动推导的类型

虽然基于范围的for循环使用起来非常的方便，我们不用再去关注for的开始条件和结束条件等问题了，但是还是有一些细节问题在使用的时候需要注意，来看下对于容器map的遍历：

std::map<string, int>  map = { { "a", 1 }, { "b", 2 }, { "c", 3 } };  
for (auto &val : map)  
    cout << val.first << "->" << val.second << endl;  

为什么是使用val.first，val.second而不是直接输出value呢？在遍历容器的时候，auto自动推导的类型是容器的value_type类型，而不是迭代器，而map中的value_type是std::pair，也就是说val的类型是std::pair类型的，因此需要使用val.first,val.second来访问数据。

2.注意容器本身的约束

使用基于范围的for循环还要注意一些容器类本身的约束，比如set的容器内的元素本身有容器的特性就决定了其元素是只读的，哪怕的使用了引用类型来遍历set元素，也是不能修改器元素的，看下面例子：

set<int> ss = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };  
for (auto& n : ss)  
    cout << n++ << endl;  

上述代码定义了一个set，使用引用类型遍历set中的元素，然后对元素的值进行修改，该段代码编译失败：error C3892: 'n' : you cannot assign to a variable that is const。同样对于map中的first元素也是不能进行修改的。

3.当冒号后不是容器而是一个函数

再来看看假如我们给基于范围的for循环的：冒号后面的表达式不是一个容器而是一个函数，看看函数会被调用多少次？

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

set<int> ss = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
const set<int> getSet()
{
	cout << "GetSet" << endl;
	return ss;
}

int main()
{
	for (auto n : getSet())
		cout << n << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

可以看出，如果冒号后面的表达式是一个函数调用时，函数仅会被调用一次。

4.不要在for循环中修改容器

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

vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

int main()
{
	for (auto n : vec)
	{
		cout << n << endl;
		vec.push_back(7);
	}

	system("pause");
	return 0;
}

上述代码在遍历vector时，在容器内插入一个元素7，运行上述代码程序崩溃了。

究其原因还是由于在遍历容器的时候，在容器中插入一个元素导致迭代器失效了，因此，基于范围的for循环和普通的for循环一样，在遍历的过程中如果修改容器，会造成迭代器失效，（有关迭代器失效的问题请参阅C++ primer这本书，写的很详细）也就是说基于范围的for循环的内部实现机制还是依赖于迭代器的相关实现。

参考链接：http://blog.csdn.net/hailong0715/article/details/54172848