Range-based循环语法

最新推荐文章于 2025-05-07 11:58:35 发布

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文章详细对比了C++中传统的迭代器遍历STL容器（如std::map）与for-each语法的差异，强调了for-each语法的简洁性以及在处理复杂数据类型时可能涉及的额外拷贝开销。在for-each中，迭代器是数据类型的拷贝而非引用，可能导致性能影响。同时，文章介绍了自定义对象如何支持Range-based循环，需要实现begin()和end()方法，以及迭代器需要支持的操作（自增、不等比较和解引用）。

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void funcX()
{
	std::map<std::string, std::string> seasons;
	seasons["spring"] = "123";
	seasons["summer"] = "456";
	seasons["autumn"] = "789";
	seasons["winter"] = "101112";

	for (std::map<std::string, std::string>::iterator iter = seasons.begin();iter != seasons.end();iter++)
	{
		std::cout << iter->second << std::endl;
	}
}

void funcY()
{
	std::map<std::string, std::string> seasons;
	seasons["spring"] = "123";
	seasons["summer"] = "456";
	seasons["autumn"] = "789";
	seasons["winter"] = "101112";

	for (auto iter : seasons)
	{
		std::cout << iter.second << std::endl;
	}
}

for-each语法虽然很强大，但是有两个需要注意的地方。

◎ for-each中的迭代器类型与数组或集合中元素的类型完全一致，而原来使用老式语法迭代 stl容器（如 std：：map）时，迭代器 iter的类型是 stl容器中元素的指针类型。因此，在上面例子的老式语法中，iter是一个指针类型（std：：pair<std：：string，std：：string>*），使用 iter->second 去引用键值；而在for-each 语法中，iter 与容器中元素的数据类型（std：：pair<std：：string，std：：string>）相同，因此使用iter.second可直接引用键值。

◎ 在 for-each 语法中，对于复杂的数据类型，迭代器是原始数据的拷贝，而不是原始数据的引用。

对于容器中的复杂数据类型，我们应该尽量使用引用原始数据的方式，减少不必要的拷贝构造函数调用开销。

#include<iostream>
#include<string>

template<typename T,size_t N>
class A
{
public:
	A()
	{
		for (size_t i = 0; i < N; i++)
		{
			m_elements[i] = i;
		}
	}
	~A()
	{}

	T* begin()
	{
		return m_elements + 0;
	}
	T* end()
	{
		return m_elements + N;
	}

private:
	T m_elements[N];
};

int  main()
{
	A<int, 10> a;
	for (auto iter : a)
	{
		std::cout << iter << std::endl;
	}
	return 0;
}

自定义对象支持Range-based循环语法至少需要实现如下两个方法：

1、需要返回第1个迭代子的位置

Iterator begin()；

2、需要返回最后一个迭代子的下一个位置

Itera end()；

上面的Iterator是自定义数据类型的迭代子类型，这里的Iterator类型必须支持如下三种操作。

◎ operator++（自增）操作，可以在自增之后返回下一个迭代子的位置。

◎ operator！=（判不等操作）操作。

◎ operator*（解引用，dereference）操作。

在这个循环中，begin-expr返回的迭代子__begin 需要支持自增操作，且每次循环时都会与end-expr返回的迭代子__end做判不等比较，在循环内部通过调用迭代子的解引用（*）操作取得实际的元素。这就是上文说的迭代子对象需要支持operator++、operator！=和operator*的原因了