C++11新特性-基于范围的for循环

C++11标准对语言引入了许多优秀的、有用的改进。我已经介绍了auto关键字，现在我再来说一下基于范围的for循环。怎样使用？怎样在你自己的类中使用？

1 基于范围的for循环的基本语法

现在，几乎每一个语言都能有一个非常方便的实现for循环的方法。C++也有类似的概念；你可以为你的for循环，添加一个container，他就会自动迭代。我们看下面的例子：

vector<int> vec;vec.push_back(10);vec.push_back(20);for (int i : vec){    cout << i;}

这段代码就是实现了对于vector型变量vec的内容打印，变量i遍历vector中的每一个元素，直到vector的结束。
当然了，在这里，为了迭代更加复杂的数据结构，你可以使用auto关键字。例如，迭代一个map类型数据变量，你可以这样写：

map<string, string> address_book;for (auto address_entry : address_book){    cout << address_entry.first << " < " address_entry.second << " > " << endl;}

编程人员就不需要担心要迭代类型的拼写了。

2 修改Vector内容

如果你想修改正在遍历的容器里的值，或者你想避免拷贝大量的对象，基本的迭代器就支持，你可以将循环变量作为引用调用。例如，对一个int型vector对象中每一个元素进行自加。

vector<int> vec;vec.push_back(1);vec.push_back(2);for(int& i : vec){    // 增加vector对象中元素的值    i++;    }for (int i : vec){    // 显示更新后的数值    cout << i << endl;}

3 基于范围是什么意思呢？

String，array和所有的STL容器类都能被这种新的基于范围的for循环迭代。但是，如果你将新语法应用到你自定义的数据结构上呢？
为了使一个数据具有可迭代性，他必须与STL迭代具有相似的工作属性。

• （1）具有begin和end方法，即可以作为成员函数也可以作为独立的函数，函数返回数据结构开始和结束的迭代器。
• （2）迭代器必须支持操作符*，！=，++，即可以作为成员函数也可作为独立函数（详细的信息可以参考操作符重载）。

在这里请注意，++操作符必须是前缀的，它被声明为不带参数的operator函数。

就是这样，用这五个函数，你就可以造一个数据结构，能够满足基于范围的for循环。但是begin()和end()方法是非成员函数（begin(container)代替container.begin()），你甚至可以为了适应已经存在的数据结构，不必刻意地支持STL类型的迭代器。你必须做的就是创建你自己的迭代器，它支持*（指针），前缀自加（++）和！=还要定义迭代器的begin和end，就可以了。

因为基于范围的循环是如此漂亮，我猜想那些不支持STL iterator的新容器类，都想添加一个适配器，去允许基于范围的for循环的。下面是一个小程序，创建一个简单的迭代器，然后实现基于范围的for循环。其中，首先创建IntVector类型，大小是100，可以被一个迭代器Iter迭代。代码如下：

// a simple iterator sample.#include <iostream>using namespace std;// forward-declaration to allow use in Iterclass IntVector;class Iter{private:    int _pos;    const IntVector *_p_vec;public:    Iter(const IntVector* p_vec, int pos) : _pos(pos), _p_vec(p_vec){}    // these three methods form the basis of an iterator for use with a range-based for loop    bool operator!=(const Iter& other) const    {        return _pos != other._pos;    }    // this method must be defined after the definition of IntVector since it needs to use it    int operator*() const;    const Iter& operator++()    {        ++_pos;        // although not strictly necessary for a range-based for loop        // following the normal convention of returning a value from        // operator++ is a good idea.        return *this;    }};class IntVector{private:    int _data[100];public:    IntVector(){}    int get(int col) const    {        return _data[col];    }    Iter begin() const    {        return Iter(this, 0);    }    Iter end() const    {        return Iter(this, 100);    }    void set(int index, int val)    {        _data[index] = val;    }};int Iter::operator*() const{    return _p_vec->get(_pos);}// sample usage of the range-based for loop on IntVectorint main(){    IntVector v;    for(int i = 0; i < 100; i++)    {        v.set(i,i);    }    for( int i : v)    {        cout << i << endl;    }}

这段代码需要注意的是，它不允许在for循环中使用引用&，而去实现IntVector元素的修改。这很容易实现，改变get()的返回值为一个引用，但是这样做，会使代码变长，我们这里只是关注基本结构。

4 基于范围的循环增加性能吗？

用GCC4.6版本编译器测试，发现基于范围的for循环并没有比正常的STL迭代器有性能方面的提升，但是似乎跟STL的for_each函数对性能的提升是一样的，for_each函数使用了和迭代器相同的迭代模型。

5 编译器的支持度

不幸的是，基于范围的循环没有被很好滴支持。GCC4.6版本以上。