范围for的使用
前言
范围for循环(也称为C++11的基于范围的for循环)是一种简化迭代容器(如数组、向量、列表等)元素的方式。它允许你遍历容器中的每个元素而无需显式地使用迭代器或索引。基本语法是:for (元素类型 元素变量 : 容器) { // 循环体 }
。这种循环内部隐式使用迭代器来遍历容器,使得代码更简洁易读。但需要注意的是,范围for循环不适用于需要修改容器大小或结构的场景,因为它不提供对迭代器的直接访问。
一、(引言)python中for循环的使用
Python中的for循环用于迭代遍历一个可迭代对象(如列表、字符串、元组或字典),并对其中的每个元素执行相应的操作。具体使用方式如下:
在Python中,for
循环的基本语法如下:
python
for item in iterable:
# 执行代码块
其中,item
是循环变量,用于依次遍历iterable
对象中的元素。
下面是对每个部分的解释:
item
:循环变量,用于指代iterable
中的当前元素。iterable
:可迭代对象,即可以按顺序遍历的对象,如列表、字符串、元组、字典、集合等都是可迭代对象。:
:冒号用于标志代码块的开始。# 执行代码块
:在循环中要执行的代码块,可以包含一个或多个语句。
在每次循环中,item
会依次取iterable
中的元素,然后执行一次代码块,直到遍历完所有元素为止。
注意事项:
- 循环变量
item
在循环体内部定义,并且只在循环体内部有效。 - 可以通过
break
语句提前结束循环。 - 可以通过
continue
语句跳过当前迭代,直接进入下一次迭代。
下面是一个示例代码,演示了for
循环的完整语法:
python
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
print(fruit)
if fruit == 'banana':
break
if fruit == 'cherry':
continue
print('This statement will not be executed if fruit is cherry.')
输出:
python
apple
banana
二、C++中的范围for
C++中的范围for和python
类似,都是基于自由变量的基础上,不需要像C语言那样写很多的代码,python的写法只是引例,大家可以按照自己的需求选择性了解
C语言中的for循环
C语言中的for
循环是一种控制流语句,用来重复执行一段代码块。它的一般格式如下:
c
for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
// 循环体
}
其中,初始化表达式用于初始化循环变量;条件表达式用于判断是否继续执行循环体;更新表达式用于更新循环变量的值。
for
循环的执行过程如下:
- 执行初始化表达式,用于初始化循环变量。
- 执行条件表达式,判断是否满足条件。如果条件为真,则执行循环体;如果条件为假,则退出循环。
- 执行循环体中的代码,执行完毕后执行更新表达式。
- 回到步骤2,再次执行条件表达式。如果条件为真,则继续执行循环体;如果条件为假,则退出循环。重复这个过程,直到条件为假为止。
在for
循环中,循环变量是一个局部变量,只在循环体中有效。循环变量的作用是控制循环的次数。
下面是一个使用for
循环计算1到10的和的示例代码:
c
#include <stdio.h>
int main() {
int sum = 0; // 初始化和为0
for (int i = 1; i <= 10; i++) { // i从1递增到10
sum += i; // 累加到sum中
}
printf("1到10的和为:%d\n", sum);
return 0;
}
输出结果为:1到10的和为:55
C++中的范围for的语法
不使用范围for的正常写法
在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
cpp
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
cout << *p << endl;
}
与上面的C语言的for
循环相比,很类似,但是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。
范围for的写法
C++中的范围for
循环的语法如下:
cpp
for (element_declaration : range_expression) {
// 循环体
}
其中,element_declaration
是用来声明一个变量,这个变量将用于遍历range_expression
的每个元素。range_expression
是一个序列(如数组、容器、字符串等),表示要遍历的一系列元素。
在循环体中,可以使用element_declaration
来访问当前正在遍历的元素。
下面示例,演示了如何使用范围for
循环遍历一个数组:
正常范围for
cpp
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int x : arr) {
cout << x << " ";
}
输出结果为:1 2 3 4 5
在这个示例中,element_declaration
使用int
类型声明了一个变量x
,range_expression
是数组arr
。在每次循环中,x
将依次取数组arr
中的每个元素,然后输出到屏幕上。
auto自动推导范围for
cpp
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}
这段代码是一个示例函数TestFor()
,展示了在C++中使用范围for
循环对数组进行遍历和修改的操作。
首先,创建了一个整型数组array
,包含了五个元素。
cpp
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
接下来,使用范围for
循环对数组进行遍历,并使用引用来修改每个元素。循环中的auto& e
是用于声明一个引用变量e
(自动推断类型),表示当前遍历到的元素。然后通过e *= 2
将元素的值乘以2。
cpp
for (auto& e : array)
e *= 2;
完成遍历和修改后,再次使用范围for
循环,将修改后的数组元素逐个输出到屏幕。循环中的auto e
是用于声明一个自动推断类型的变量e
,表示当前遍历到的元素的副本。
cpp
for (auto e : array)
cout << e << " ";
最终输出结果为:2 4 6 8 10
注意:
- 想修改数组元素必须要使用
&
引用操作符(auto&
或int&
及其他) - 不使用
&
引用操作符,只是对原数组的一份拷贝,不会修改原数组 - 与普通循环类似,可以用
continue
来结束本次循环,也可以用break
来跳出整个循环。
三、范围for的使用条件
for循环迭代的范围必须是确定的
对于数组而言,就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围;对于类而言,应该提供begin
和end
的方法,begin
和end
就是for
循环迭代的范围。
注意:以下代码就有问题,因为for
的范围不确定
cpp
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}
迭代的对象要实现++和==的操作
关于这个问题,我将在后续文章进行讲解,敬请期待,现在先了解一下基础概念
迭代器
迭代器(Iterator)是一种对象,用于遍历容器中的元素。它提供了一种统一的访问容器元素的方式,使得用户可以通过相同的方式访问不同类型的容器。
迭代器一般具有以下操作:
- 通过
*
运算符获取当前迭代器指向的元素 - 通过
++
运算符将迭代器向后移动到下一个元素 - 通过
==
运算符判断两个迭代器是否相等 - 通过
!=
运算符判断两个迭代器是否不相等
使用范围for
循环时,可以使用迭代器来表示集合的起始位置和结束位置,范围for
循环会自动遍历整个集合中的元素,不需要手动控制迭代器的移动和判断。这样就避免了使用传统的for
循环需要手动管理迭代器的复杂性。