基于范围的 for 循环 (C++11 起)
在一个范围上执行 for 循环。
用作对范围中的各个值（如容器中的所有元素）进行操作的传统 for 循环的更加可读的等价版本。
语法
属性(可选) for ( 初始化语句(可选)范围变量声明 : 范围表达式 ) 循环语句
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| 属性 | - | 任意数量的属性 | ||
| 初始化语句 | - | (C++20 起) 以下之一：
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| 范围变量声明 | - | 一个具名变量的声明，它的类型是由 范围表达式 所表示的序列的元素的类型，或该类型的引用。通常用 auto 说明符进行自动类型推导。 | ||
| 范围表达式 | - | 可以表示一个合适的序列（数组，或定义了 begin 和 end 成员函数或自由函数的对象，见下文）的任意表达式，或一个花括号初始化器列表。
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| 循环语句 | - | 任意语句，通常是一条复合语句，它是循环体 |
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范围变量声明 可以是结构化绑定声明： for (auto&& [first,second] : mymap) { // 使用 first 和 second } |
(C++17 起) |
解释
上述语法产生的代码等价于下列代码（__range、__begin 和 __end 仅用于阐释）：
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(C++17 前) |
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(C++17 起) (C++20 前) |
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(C++20 起) |
要迭代的序列或范围通过对 范围表达式 求值以确定。依次对序列的每个元素进行解引用，并赋值给具有 范围变量声明 中所给定的类型和名字的变量。
首表达式 和 尾表达式 定义如下：
- 如果 范围表达式 是数组类型的表达式，那么
首表达式是 __range 而尾表达式是 (__range + __bound)，其中__bound是数组的元素数目（如果数组大小未知或拥有不完整类型，那么程序非良构） - 如果 范围表达式 是同时拥有名为 begin 以及名为 end 的成员的类类型
C的表达式（不管这些成员的类型或可见性），那么首表达式是 __range.begin() 而尾表达式是 __range.end()； - 否则，
首表达式是 begin(__range) 而尾表达式是 end(__range)，通过实参依赖查找进行查找（不进行非实参依赖查找）。
正如传统循环一样，break 语句可用于提早退出循环，且 continue 语句能用于以下个元素重新开始循环。
如果从 初始化语句 中引入的名字在 循环语句 的最外层块被重声明，那么程序非良构：
for (int i : { 1, 2, 3 }) int i = 1; // 错误：重声明
临时范围表达式
如果 范围表达式 返回临时量，那么它的生存期延续到循环结尾，如绑定到转发引用 __range 所示，但要注意 范围表达式 中任何临时量生存期都不会延长。
for (auto& x : foo().items()) { /* .. */ } // 如果 foo() 返回右值则为未定义行为
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此问题可用 初始化语句 变通解决： for (T thing = foo(); auto& x : thing.items()) { /* ... */ } // OK |
(C++20 起) |
注解
如果初始化器（范围表达式）是花括号初始化器列表，那么 __range 被推导为 std::initializer_list<>&&。
在泛型代码中，使用推导的转发引用，如 for (auto&& var : sequence)，是安全且受推荐的做法。
如果范围类型拥有名为 begin 的成员和名为 end 的成员，那么使用成员解释方案。其中无视成员是类型、数据成员、函数还是枚举项及其可访问性。从而像 class meow { enum { begin = 1, end = 2 }; /* 类的剩余部分 */ }; 的类不能用于基于范围的 for 循环，即使有命名空间作用域的 begin/end 函数存在。
虽然通常在 循环语句 中使用声明于 范围变量声明 的变量，但并不要求这么做。
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从 C++17 开始，首表达式 和 尾表达式 的类型不必相同，而且实际上 尾表达式 的类型不必是迭代器：它只需要能与一个迭代器比较是否不等。这允许以一个谓词（例如“迭代器指向空字符”）对范围进行分界。 |
(C++17 起) |
当基于范围的 for 循环被用于一个具有写时复制语义的（非 const）对象时，它可能会通过（隐式）调用非 const 的 begin() 成员函数触发深层复制。
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如果想要避免这种行为（比如循环实际上不会修改这个对象），可以使用 std::as_const： struct cow_string { /* ... */ }; // 写时复制的字符串 cow_string str = /* ... */; // for(auto x : str) { /* ... */ } // 可能会导致深层复制 for(auto x : std::as_const(str)) { /* ... */ } |
(C++17 起) |
关键词
示例
#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> v = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; for (const int& i : v) // 以 const 引用访问 std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; for (auto i : v) // 以值访问，i 的类型是 int std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; for (auto&& i : v) // 以转发引用访问，i 的类型是 int& std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; const auto& cv = v; for (auto&& i : cv) // 以转发引用访问，i 的类型是 const int& std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; for (int n : {0, 1, 2, 3, 4, 5}) // 初始化器可以是花括号初始化器列表 std::cout << n << ' '; std::cout << '\n'; int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; for (int n : a) // 初始化器可以是数组 std::cout << n << ' '; std::cout << '\n'; for ([[maybe_unused]] int n : a) std::cout << 1 << ' '; // 不必使用循环变量 std::cout << '\n'; for (auto n = v.size(); auto i : v) // 初始化语句（C++20） std::cout << --n + i << ' '; std::cout << '\n'; for (typedef decltype(v)::value_type elem_t; elem_t i : v) // typedef 声明作为初始化语句（C++20） std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; for (using elem_t = decltype(v)::value_type; elem_t i : v) // 别名声明作为初始化语句，同上（C++23） std::cout << i << ' '; std::cout << '\n'; }
输出：
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 1 1 1 1 1 1 5 5 5 5 5 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
缺陷报告
下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。
| 缺陷报告 | 应用于 | 出版时的行为 | 正确行为 |
|---|---|---|---|
| CWG 1442 | C++11 | 未指明查找非成员 begin 和 end 时是否包含通常的无限定查找 | 不包含 |
| CWG 2220 | C++11 | 可以重声明从 初始化语句 中引入的名字 | 此时程序非良构 |
| P0962R1 | C++11 | 只要 begin 和 end 之一存在就使用成员解释方案 | 只有在两者都存在时才使用 |
参阅
| 应用函数到范围中的元素 (函数模板) |