基於範圍的 `for` 迴圈 (C++11 起)

在一個範圍上執行 for 迴圈。

作為傳統 for 迴圈的一種更具可讀性的等效寫法，用於操作一系列數值，例如容器中的所有元素。

如果 /* range */ 的類型是類別類型 C 的參考，且在 C 的作用域中搜尋名稱 “begin” 和 “end” 各自至少找到一個宣告，則 /* begin-expr */ 為 /* range */.begin()，且 /* end-expr */ 為 /* range */.end()。
否則，/* begin-expr */ 為 begin(/* range */)，且 /* end-expr */ 為 end(/* range */)，其中 “begin” 和 “end” 是透過參數依賴查找 (ADL) 找到的（不會執行非 ADL 查找）。

若需要在 statement 內部終止迴圈，可以使用 break 語句作為終止語句。

若需要在 statement 內部終止當前迭代，可以使用 continue 語句作為捷徑。

如果初始化語句中引入的名稱在語句的最外層區塊中被重新宣告，則該程式為格式錯誤。

for (int i : {1, 2, 3})
    int i = 1; // error: redeclaration

[編輯] 暫時範圍初始化器

如果範圍初始化器返回一個暫時對象，其生命週期會延長至迴圈結束，如綁定到轉發參考 /* range */ 所指示。

範圍初始化器內的所有暫時對象生命週期不會被延長，除非它們本來就會在範圍初始化器結尾處被銷毀(C++23 起)。

// if foo() returns by value
for (auto& x : foo().items()) { /* ... */ } // until C++23 undefined behavior

此問題可以使用初始化語句來解決。

for (T thing = foo(); auto& x : thing.items()) { /* ... */ } // OK

(自 C++20 起)

請注意，即使在 C++23 中，中間函數調用的非參考參數也不會獲得生命週期延長（因為在某些 ABI 中它們是在被調用者銷毀，而非在調用者），但這僅對已經存在缺陷的函數構成問題。

using T = std::list<int>;
const T& f1(const T& t) { return t; }
const T& f2(T t)        { return t; } // always returns a dangling reference
T g();
 
void foo()
{
    for (auto e : f1(g())) {} // OK: lifetime of return value of g() extended
    for (auto e : f2(g())) {} // UB: lifetime of f2's value parameter ends early
}

(自 C++23 起)

[編輯] 附註

如果範圍初始化器是大括號包圍的初始化器列表，/* range */ 會被推導為對 std::initializer_list 的參考。

在泛型程式碼中使用推導到轉發參考 for (auto&& var : sequence) 是安全的，事實上也是更佳的作法。

如果範圍類型有名為 “begin” 和 “end” 的成員，則會使用成員解釋方式。這是在不考慮成員是類型、資料成員、函數還是列舉項，也不考慮其存取權限的情況下進行的。因此，像 class meow { enum { begin = 1, end = 2 }; /* ... */ }; 這樣的類別即使存在命名空間作用域的 “begin”/“end” 函數，也無法與基於範圍的 for 迴圈一起使用。

雖然項目宣告中宣告的變數通常會在語句中使用，但這並非強制要求。

從 C++17 開始，/* begin-expr */ 和 /* end-expr */ 的類型不必相同，實際上 /* end-expr */ 的類型也不必是迭代器：它只需要能與前者進行不等比較即可。這使得透過斷言來界定範圍成為可能（例如“迭代器指向空字元”）。

(自 C++17 起)

當與具有寫時複製 (copy-on-write) 語義的（非 const）物件一起使用時，基於範圍的 for 迴圈可能會因為（隱式）調用非 const 的 begin() 成員函數而觸發深拷貝。

如果這是不希望發生的（例如因為迴圈實際上並沒有修改物件），可以透過使用 std::as_const 來避免。

struct cow_string { /* ... */ }; // a copy-on-write string
cow_string str = /* ... */;
 
// for (auto x : str) { /* ... */ } // may cause deep copy
 
for (auto x : std::as_const(str)) { /* ... */ }

(自 C++17 起)

特性測試巨集	數值	標準	功能
`__cpp_range_based_for`	`200907L`	(C++11)	基於範圍的 for 迴圈
	`201603L`	(C++17)	帶有不同 `begin`/`end` 類型的基於範圍的 for 迴圈
	`202211L`	(C++23)	範圍初始化器中所有暫時對象的生命週期延長

[編輯] 關鍵字

for

[編輯] 範例

執行此程式碼

#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> v = {0, 1, 2, 3, 4, 5};
 
    for (const int& i : v) // access by const reference
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for (auto i : v) // access by value, the type of i is int
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for (auto&& i : v) // access by forwarding reference, the type of i is int&
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    const auto& cv = v;
 
    for (auto&& i : cv) // access by f-d reference, the type of i is const int&
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for (int n : {0, 1, 2, 3, 4, 5}) // the initializer may be a
                                     // braced-enclosed initializer list
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};
    for (int n : a) // the initializer may be an array
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for ([[maybe_unused]] int n : a)  
        std::cout << 1 << ' '; // the loop variable need not be used
    std::cout << '\n';
 
    for (auto n = v.size(); auto i : v) // the init-statement (C++20)
        std::cout << --n + i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for (typedef decltype(v)::value_type elem_t; elem_t i : v)
    // typedef declaration as init-statement (C++20)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    for (using elem_t = decltype(v)::value_type; elem_t i : v)
    // alias declaration as init-statement (C++23)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}

輸出

0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5 
1 1 1 1 1 1 
5 5 5 5 5 5 
0 1 2 3 4 5 
0 1 2 3 4 5

[編輯] 缺陷報告

下列更改行為的缺陷報告追溯應用於之前的 C++ 標準。

DR	應用於	出版時的行為	正確的行為
CWG 1442	C++11	非成員 “`begin`” 和 “`end`” 的查找是否包含通常的非受限查找是不明確的	無通常的非受限查找
CWG 2220	C++11	初始化語句中引入的名稱可能被重新宣告	在這種情況下，程式為格式錯誤
CWG 2825	C++11	如果範圍初始化器是一個大括號包圍的初始化器列表，會查找非成員 “`begin`” 和 “`end`”	會查找成員 “`begin`” 以及此種情況下的 “`end`”
P0962R1	C++11	成員解釋方式用於成員 “`begin`” 和 “`end`” 存在時	僅在兩者都存在時才使用

[編輯] 參閱

for_each

將一元函式物件套用於範圍中的元素
(函式模板) [編輯]

編譯器支援
獨立式與託管式
語言
標準函式庫
標準函式庫標頭檔
具名要求
特性測試巨集 (C++20)
語言支援函式庫
概念函式庫 (C++20)
診斷函式庫
記憶體管理函式庫
元編程函式庫 (C++11)
通用公用程式函式庫
容器函式庫
疊代器函式庫
Ranges 函式庫 (C++20)
演算法函式庫
字串函式庫
文本處理函式庫
數值函式庫
日期與時間函式庫
輸入/輸出函式庫
檔案系統函式庫 (C++17)
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執行控制函式庫 (C++26)
技術規範
符號索引
外部函式庫

標籤 (Labels)
label : statement
運算式陳述式 (Expression statements)
expression ;
複合陳述式 (Compound statements)
`{` statement... `}`
選擇陳述式 (Selection statements)
`if`
`switch`
迭代陳述式 (Iteration statements)
`while`
`do while`
`for`
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跳躍陳述式
`break`
`continue`
`return`
`goto`
斷言 (Assertions)
`contract_assert` (C++26)
宣告陳述式
宣告 (declaration) ;
Try 區塊
try 區塊
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