C++如何使用范围for循环?(支持begin/end的类型)

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范围for循环适用于定义了begin()和end()成员或非成员函数、且返回迭代器支持operator!=和operator++的类型,包括标准容器、原生数组、c风格字符串字面量、std::Array、std::String_view、std::initializer_list及自定义类;但纯指针不行。

C++如何使用范围for循环?(支持begin/end的类型)

范围for循环能用在哪些类型上

只要类型定义了 begin()end() 成员函数(或非成员重载),且返回的迭代器支持 operator!=operator++,就能用范围for。标准容器如 std::vectorstd::liststd::map 都满足;原生数组、C风格字符串字面量("hello")、甚至自定义类只要加了这两个函数也行。

常见误判:以为只有STL容器能用——其实 std::array 行,std::string_view 行,连 std::initializer_list<int>{1,2,3}</int> 也行;但纯指针(比如 int*)不行,它没 begin/end

写法不对导致编译失败的几种典型错误

  • 忘记加引用导致意外拷贝:for (auto elem : vec)std::string 或大对象会触发深拷贝;该写 for (const auto& elem : vec)
  • 想修改元素却没加引用:for (auto elem : vec) { elem = 42; } 实际改的是副本,原容器不变;得用 auto& elem
  • 迭代过程中修改容器(如 push_back)导致迭代器失效,行为未定义——范围for底层依赖 begin/end 返回的迭代器,这点和手写 for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) 一样危险
  • 对 const 容器用了非 const 引用:const std::vector<int> v{1}; for (auto& x : v)</int> 编译不过,必须用 const auto& x

begin/end 是成员函数还是自由函数,有区别吗

有。优先级是:先找成员 begin()/end(),再找同命名空间下的非成员函数(ADL机制)。这意味着:

  • 如果你给自定义类写了 MyContainer::begin(),它会被优先调用
  • 但如果只写了 Namespace N { auto begin(const MyContainer& c) { ... } },且 MyContainerN 中声明,ADL也能找到
  • 别在全局命名空间随便加 begin,容易污染,尤其和 std::begin 冲突(比如传入原生数组时,std::begin 才是正确选择)
  • 原生数组是个特例:int arr[3]; for (auto x : arr) 能工作,靠的是标准库提供的 std::begin(arr)std::end(arr) 重载

性能和可读性上容易被忽略的点

范围for本身不比传统for慢,编译器通常能完全优化掉额外开销。但有些细节影响实际表现:

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  • for (auto&& x : container) 是最通用写法,能适配左值/右值,避免拷贝又支持修改;但初学者容易看不懂双引用含义
  • std::map 这类关联容器,for (const auto& p : m) 得到的是 std::pair<const key value></const>,Key 是 const 的,不能通过 p.first = ... 修改
  • 如果容器是空的,范围for什么也不做,安全;但别指望它像 while (!q.empty()) 那样边遍历边弹出——那得手动控制迭代器
  • 调试时注意:某些ide在范围for里打不了断点看每次迭代的 end() 值,不如传统for直观

真正难的不是语法,而是判断什么时候不该用——比如需要索引、需要反向遍历、或者迭代中要删元素,这时候硬套范围for反而绕路。

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