1.8 Range-based循环语法

大多数语言都支持for-each语法遍历一个数组或集合中的元素。在C++98/03规范中，对于一个数组int arr[10]，如果我们想要遍历这个数组，则只能使用递增的计数去引用数组中的每个元素：

在C++11规范中有了for-each语法，可以这么写：

对于1.7节中遍历std：：map的内容，我们也可以使用这种语法：

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。什么意思呢？来看一个例子：

我们遍历容器 v，试图将 v 中元素的值都修改成“hello”，在实际执行时却达不到我们想要的效果。这就是上文说的for-each中的迭代器是元素的拷贝，所以这里只是将每次的拷贝都修改成“hello”，原始数据并不会被修改。我们可以将迭代器修改成原始数据的引用：

这样就达到修改原始数据的目的了。这是使用for-each比较容易出错的地方。对于容器中的复杂数据类型，我们应该尽量使用这种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：

1.8.1 自定义对象如何支持Range-based循环语法

介绍了这么多，如何让自定义对象支持Range-based循环语法呢？为了支持这种语法，这个对象至少需要实现如下两个方法：

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（原因在下文中会解释）。

◎ 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。

下面是一个自定义对象支持for-each循环的例子：

注意：在以上代码中，迭代子Iterator是T*，是指针类型，本身就支持operator++和operator！=操作，所以这里并没有提供这两个方法的实现。那么为什么迭代子要支持operator++和operator！=操作呢？我们来看一下编译器是如何实现这种for-each循环的。

1.8.2 for-each循环的实现原理

上述for-each循环可被抽象成如下公式：

C++14标准是这样解释上面的公式的：

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。

但是在上面的公式中，一个逗号表达式中的“auto__begin=begin-expr，__end=end-expr；”只使用了一个类型符号 auto，导致起始迭代子__begin和结束迭代子__end 是同一类型，这样不太灵活。在某些设计中，可能希望结束迭代子是另一种类型。

因此在C++17标准中要求编译器解释for-each循环为如下形式：

看到了吧，代码第 2 行和第 3 行将获取起始迭代子__begin 和结束迭代子__end 分开写，这样这两个迭代子就可以是不同的类型了。虽然类型可以不一样，但这两种类型之间仍然支持operator！=操作。C++17对C++14的这种改变，对旧的代码不会产生任何影响，但可以让之后的开发更加灵活。