深入理解 C++ 中的范围基于 `for` 循环

C++11 引入了一种简洁而强大的循环结构：范围基于 for 循环。这种循环形式极大地简化了对容器的遍历操作，使代码更加直观和易读。本文将带你深入了解这种循环的工作原理及其用法。

什么是范围基于 `for` 循环？

范围基于 for 循环是一种用于遍历数组或容器的简便语法。它的基本形式如下：

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for (auto item : a) {
    // 在这里使用 item
}

关键点解析

自动类型推导：
- auto 关键字让编译器自动推断 item 的类型。对于一个 std::vector<int>，item 的类型会被推断为 int。
遍历机制：
- 循环会从容器 a 的第一个元素开始，依次访问每个元素，直到遍历完整个容器。
元素访问方式：
- 值拷贝：默认情况下，item 是容器中元素的一个副本。这意味着对 item 的修改不会影响原容器。
- 引用访问：如果需要修改容器中的元素，可以使用引用：
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  for (auto& item : a) {
  // 修改 item 会影响 a 中的元素
  }
只读访问：
- 如果只需要读取元素而不修改，可以保持 item 为非引用：
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  for (auto item : a) {
  // 只读访问
  }

使用场景

范围基于 for 循环非常适合以下场景：

遍历整个容器：当你需要访问容器中的每一个元素时，这种循环形式是最简洁的选择。
简化代码：相比传统的 for 循环，范围基于 for 循环减少了代码的复杂性和错误的可能性。

示例

以下是一个使用范围基于 for 循环的简单示例：

#include <iostream>
#include <vector>

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

    for (auto& num : numbers) {
        num *= 2;
    }

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

    return 0;
}