范围for循环

概述

范围for循环（Range-based for loop）是C++11引入的一种简化循环语法，用于遍历容器（如数组、向量、列表等）中的元素。它提供了一种简洁、直观的方式来遍历集合中的每个元素，而不需要显式地使用索引或迭代器。

语法

范围for循环的基本语法如下：

for (元素类型 元素变量 : 容器) {
    // 循环体
}

• 元素类型：表示容器中元素的类型。
• 元素变量：表示当前遍历到的元素。
• 容器：表示要遍历的容器对象。

示例代码

示例1：遍历数组

#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int num : arr) {
        std::cout << num << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

示例2：遍历向量

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

10 20 30 40 50

示例3：遍历字符串

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello, World!";

    for (char ch : str) {
        std::cout << ch << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

H e l l o ,   W o r l d !

自动类型推导

在C++11及更高版本中，可以使用auto关键字来自动推导元素类型，使代码更加简洁。

示例4：使用auto自动推导类型

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {100, 200, 300, 400, 500};

    for (auto num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

100 200 300 400 500

修改容器元素

范围for循环中的元素变量默认是只读的，如果需要修改容器中的元素，可以使用引用类型。

示例5：修改容器元素

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int& num : vec) {
        num *= 2;  // 将每个元素乘以2
    }

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

2 4 6 8 10

实践练习

练习1：计算数组元素的和

编写一个程序，使用范围for循环计算并输出数组中所有元素的和。

#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = 0;

    for (int num : arr) {
        sum += num;
    }

    std::cout << "Sum of array elements: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

输出：

Sum of array elements: 15

练习2：统计字符串中某个字符的出现次数

编写一个程序，使用范围for循环统计字符串中某个字符的出现次数。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello, World!";
    char target = 'o';
    int count = 0;

    for (char ch : str) {
        if (ch == target) {
            count++;
        }
    }

    std::cout << "The character '" << target << "' appears " << count << " times." << std::endl;

    return 0;
}

输出：

The character 'o' appears 2 times.

总结

范围for循环是C++中一种非常方便的循环结构，特别适用于遍历容器中的元素。它简化了代码，提高了可读性，并且可以通过auto关键字自动推导类型。通过引用类型，还可以方便地修改容器中的元素。掌握范围for循环的使用，将大大提高你的编程效率。

下一步

接下来，我们将学习C++中的初始化列表，它与范围for循环结合使用，可以实现更加灵活的初始化和遍历操作。