文章目录
- 【C++语法糖】:范围for
- 范围for
- 1. 范围for的模板
- 2. &的使用
- 3. 范围for的底层
【C++语法糖】:范围for
C++11标准后引入了范围for，这个范围for是一种语法糖，来简化代码书写。
下面是简单遍历数组的一段简单代码
int arr[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i)
{cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
但是如果将数组换成不连续存储的链表list，就不能使用上面的方式，得用迭代器。
list<int> lt = { 1,2,3,4,5,6 };
list<int>::iterator lit = lt.begin();
while (lit != lt.end())
{cout << *lit << "->";++lit;
}
cout << endl;
我们可以看到这段代码还是相对比较麻烦的，C++11以后引入了范围for的语法糖就大大简化了上面的代码。
list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };
for (auto& k : lt)
{cout << k << "->";
}
cout << endl;
范围for
- 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号 " : " 分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束。
- 范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历
- 范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到
1. 范围for的模板
for (auto 迭代的变量 : 迭代的范围)
{循环体
}
for (auto& 迭代的变量 : 迭代的范围)
{循环体
}
2. &的使用
下面这两段虽然输出结果一样，但是有着本质上的区别。
list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };
for (auto k : lt)
{k += 2;cout << k << "->";
}
cout << endl;
完成上面的操作后，lt中的值没有发生变化
list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };
for (auto& k : lt)
{k += 2;cout << k << "->";
}
cout << endl;
完成上面的操作后，lt中每个值都+=2
从语法上理解：
如果直接采用第一种方法，就是将lt中每个值依次拷贝给k，然后完成循环体中的操作。
如果采用第二种方法，k依次是lt中每个值的别名，然后进行循环体中的操作。
但是实际上，两种方案在内存上没有区别，因为两者底层都是采用迭代器，只是两种语法对迭代器变量的操作不同而已。
3. 范围for的底层
范围for有两种情况：
-
遍历容器的时候
for (auto& k : lt) 00007FF6A6645810 lea rax,[lt] 00007FF6A6645814 mov qword ptr [rbp+38h],rax 00007FF6A6645818 mov edx,8 00007FF6A664581D lea rcx,[rbp+58h] 00007FF6A6645821 call std::_List_unchecked_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int> > >::__autoclassinit2 (07FF6A66413E8h) 00007FF6A6645826 lea rdx,[rbp+58h] 00007FF6A664582A mov rcx,qword ptr [rbp+38h] 00007FF6A664582E call std::list<int,std::allocator<int> >::_Unchecked_begin (07FF6A66414F1h) 00007FF6A6645833 mov edx,8 00007FF6A6645838 lea rcx,[rbp+78h] 00007FF6A664583C call std::_List_unchecked_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int> > >::__autoclassinit2 (07FF6A66413E8h) 00007FF6A6645841 lea rdx,[rbp+78h] 00007FF6A6645845 mov rcx,qword ptr [rbp+38h] 00007FF6A6645849 call std::list<int,std::allocator<int> >::_Unchecked_end (07FF6A66413A2h) 00007FF6A664584E jmp __$EncStackInitStart+0F9h (07FF6A6645859h) 00007FF6A6645850 lea rcx,[rbp+58h] 00007FF6A6645854 call std::_List_unchecked_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int> > >::operator++ (07FF6A66411FEh) 00007FF6A6645859 lea rdx,[rbp+78h] 00007FF6A664585D lea rcx,[rbp+58h] 00007FF6A6645861 call std::_List_unchecked_const_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int> >,std::_Iterator_base0>::operator!= (07FF6A66412F8h) 00007FF6A6645866 movzx eax,al 00007FF6A6645869 test eax,eax 00007FF6A664586B je __$EncStackInitStart+144h (07FF6A66458A4h) 00007FF6A664586D lea rcx,[rbp+58h] 00007FF6A6645871 call std::_List_unchecked_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int> > >::operator* (07FF6A664157Dh) 00007FF6A6645876 mov qword ptr [rbp+98h],rax我们可以看到，在遍历容器时，编译器会将范围for转换成迭代器去遍历容器。
-
遍历数组的时候
// 范围forfor (auto k : arr) 00007FF6D28C1973 lea rax,[arr] 00007FF6D28C1977 mov qword ptr [rbp+48h],rax 00007FF6D28C197B mov rax,qword ptr [rbp+48h] 00007FF6D28C197F mov qword ptr [rbp+68h],rax 00007FF6D28C1983 mov rax,qword ptr [rbp+48h] 00007FF6D28C1987 add rax,28h 00007FF6D28C198B mov qword ptr [rbp+88h],rax 00007FF6D28C1992 jmp __$EncStackInitStart+0A1h (07FF6D28C19A0h) 00007FF6D28C1994 mov rax,qword ptr [rbp+68h] 00007FF6D28C1998 add rax,4 00007FF6D28C199C mov qword ptr [rbp+68h],rax 00007FF6D28C19A0 mov rax,qword ptr [rbp+88h] 00007FF6D28C19A7 cmp qword ptr [rbp+68h],rax 00007FF6D28C19AB je __$EncStackInitStart+0BCh (07FF6D28C19BBh) 00007FF6D28C19AD mov rax,qword ptr [rbp+68h] 00007FF6D28C19B1 mov eax,dword ptr [rax] 00007FF6D28C19B3 mov dword ptr [rbp+0A4h],eax {} 00007FF6D28C19B9 jmp __$EncStackInitStart+95h (07FF6D28C1994h)// 普通forfor (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); ++i) 00007FF6D28C19BB mov dword ptr [rbp+0C4h],0 00007FF6D28C19C5 jmp __$EncStackInitStart+0D6h (07FF6D28C19D5h) 00007FF6D28C19C7 mov eax,dword ptr [rbp+0C4h] 00007FF6D28C19CD inc eax 00007FF6D28C19CF mov dword ptr [rbp+0C4h],eax 00007FF6D28C19D5 movsxd rax,dword ptr [rbp+0C4h] 00007FF6D28C19DC cmp rax,0Ah 00007FF6D28C19E0 jae __$EncStackInitStart+0E5h (07FF6D28C19E4h) {} 00007FF6D28C19E2 jmp __$EncStackInitStart+0C8h (07FF6D28C19C7h)由此我们可以看到，在遍历数组时，编译器会将范围for转换成普通的for循环语句来遍历数组。