概述
本系列文章的目录在这里：目录. 通过目录里可以对STL总体有个大概了解
前言
本文总结了STL算法中for_each, for_each算法很常用，以致于C++11定义了一个新的语法: range based for loop, 也就是基于范围的for循环，直接在语法层面把for_each的功能给实现了。本文给出一些使用for_each和rang-based for loops的用法，并说明for loops的实现原理和使用注意事项。
for_each的原型
template<class InputIterator, class Function>
Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function fn)
{
while (first!=last) {
fn (*first);
++first;
}
return fn; // or, since C++11: return move(fn);
}不修改元素的用法 (non-modifying)
void printFun(int i)
{
cout << i << " ";
}
//----------------------- for_each non-modify----------------------
RUN_GTEST(ForEachTest, NonModify, @);
auto print = [](int i){ cout << i << " "; };
vector<int> v{1,2,3,4,5};
for_each(v.begin(), v.end(), print);
cr;
for_each(v.begin(), v.end(), printFun);
cr;
END_TEST;上面的例子输出都是1 2 3 4 5, for_each接受一个范围迭代器对，外加一个一元函数，跟其他的算法一样，这个函数选择很灵活，包括functors概念里的所有东西。
修改元素的用法 (modifying)
template <typename T>
class AddVal
{
public:
AddVal(const T& val) : val_(val)
{}
void operator() (T & val)
{
val += val_;
}
private:
T val_;
};
void add50(int &val)
{
val += 50;
}
//----------------------- for_each modify----------------------
RUN_GTEST(ForEachTest, Modify, @);
vector<int> coll;
insertElements(coll, 1, 5);
printContainer(coll, "coll: "); // coll: 1 2 3 4 5
// change use lambda.
for_each(coll.begin(), coll.end(),
[](int& elem){ elem += 50; });
printContainer(coll, "coll: "); //coll: 51 52 53 54 55
// change use functor
for_each(coll.begin(), coll.end(),
AddVal<int>(50));
printContainer(coll, "coll: ");//coll: 101 102 103 104 105
// change use function.
for_each(coll.begin(), coll.end(), add50);
printContainer(coll, "coll: ");//coll: 151 152 153 154 155
END_TEST;这个例子展示了如何使用for_each来修改元素，分别使用了lambda、functor和普通函数，三者原理相同，都是通过接受一个引用类型的参数, 在函数内部修改了这个实参，从而达到修改容器元素的效果。
range based for loop 用法
for_each完成的工作都可以用基于范围的for来做，比如上面的例子，使用for来实现：
RUN_GTEST(ForEachTest, RangeForLoop, @);
//-----------non-modifying --------------
auto print = [](int i)
{
cout << i << " ";
};
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
//for_each(v.begin(), v.end(), print);
for (const auto &item : v)
{
print(item);
}
cr;
//for_each(v.begin(), v.end(), printFun);
for (const auto &item : v)
{
printFun(item);
}
cr;
//----------- modifying --------------
vector<int> coll;
insertElements(coll, 1, 5);
printContainer(coll, "coll: "); // coll: 1 2 3 4 5
for (auto & item : coll) {
item += 50;
}
printContainer(coll, "coll: "); //coll: 51 52 53 54 55
END_TEST;上面的例子展示了使用基于范围的for实现for_each的modifying和non-modifying代码功能，可以看出，for循环并结合auto关键字，使得同样的功能实现起来更加直观、简单。for_each会慢慢被for替代，从而走出我们的视野。
for_each的返回值
for_each有个返回值功能，通常不会被注意，也不是很常用。这一点是基于范围的for循环所不能取代的。
看原型的代码：
template<class InputIterator, class Function>
Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function fn)
{
while (first!=last) {
fn (*first);
++first;
}
return fn; // or, since C++11: return move(fn);
}它的返回值就是：std::move(fn). 什么意思，就是返回for_each(begin, end, fn)中的第三个参数fn的move结果，也就是说，如果fn有移动构造函数，那么返回值就是fn的移动构造结果，否则返回值就是fn的副本（copy构造结果）。
下面看一个使用for_each返回值的例子， 它用来计算一串数字的平均值：
class MeanValue
{
public:
MeanValue() : count_(0), sum_(0) {}
void operator() (int val)
{
sum_ += val;
++count_;
}
operator double()
{
if ( count_ <= 0 )
{
return 0;
}
return sum_ / count_;
}
private:
double sum_;
int count_;
};
//----------------------- for_each return value----------------------
BEGIN_TEST(ForEachTest, UseReturnValue, @);
vector<int> coll2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
printContainer(coll2, "coll2:"); // coll2: 1 2 3 4 5
//for_each returns a copy of MeanValue(), then use operator double().
// same with:
// MeanValue mv = for_each(coll2.begin(), coll2.end(), MeanValue());
// double meanValue = mv;
double meanValue = for_each(coll2.begin(), coll2.end(), // for_each返回传入MeanValue()的副本，然后调用operator double()转换为double.
MeanValue());
// validate result using numeric.
using std::accumulate;
double sum(0);
sum = accumulate(coll2.begin(), coll2.end(), 0);
EXPECT_EQ(sum / coll2.size(), meanValue);
END_TEST;基于范围的for循环的实现原理和使用注意事项
1. for loops的实现原理
形式1
for (const auto &item : con)
{
cout << item;
}for (decltype(con)::iterator beg = con.begin(), end = con.end();
beg != end;
++beg)
{
const auto &item = *beg;
// .....
}如果con没有begin()和end()成员函数，那么for loops就是做如下尝试：
for (decltype(con)::iterator beg=begin(con), end = end(con);
beg != end;
++beg)
{
const auto &item = *beg;
// .....
}2. range based for loops的使用注意
1. for循环里取出的item是对迭代器解引用后的结果
从for loops的实现原理中也能看出，item是对迭代器解引用(dereference)后的结果
2. 尽量使用引用，以避免不必要的拷贝开销
从for loops的实现原理同样可以看到，如果item的类型不是引用的话，那么
for (auto item : con)
{
}
for (decltype(con)::iterator beg = con.begin(), end = con.end();
beg != end;
++beg)
{
auto item = *beg; // 拷贝构造item
}可以看到，item每次迭代中都是被拷贝构造出来的，如果item的类型很“巨大”那么其拷贝构造的开销也是巨大的。
3. 如何使自己定义的容器支持range based for loops
源码及参考链接
for_each_test.cpp
for_each
作者水平有限，对相关知识的理解和总结难免有错误，还望给予指正，非常感谢！
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最后
以上就是昏睡学姐为你收集整理的【C++ STL应用与实现】26: 如何使用std::for_each以及基于范围的for循环 (since C++11)前言for_each的原型不修改元素的用法 (non-modifying)修改元素的用法 (modifying)range based for loop 用法for_each的返回值基于范围的for循环的实现原理和使用注意事项源码及参考链接的全部内容，希望文章能够帮你解决【C++ STL应用与实现】26: 如何使用std::for_each以及基于范围的for循环 (since C++11)前言for_each的原型不修改元素的用法 (non-modifying)修改元素的用法 (modifying)range based for loop 用法for_each的返回值基于范围的for循环的实现原理和使用注意事项源码及参考链接所遇到的程序开发问题。
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