for 循环

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C++
 
C++ 语言
 
语句
 

有条件地重复执行某条语句，并且该语句不需要管理循环条件。

语法

属性 (可选) for ( 初始化语句 条件 (可选) ; 表达式 (可选) ) 语句
属性 - (C++11 起) 任意数量的属性
初始化语句 - 下列之一：
(C++23 起)

注意任何初始化语句 必须以分号结束。因此它经常被非正式描述为后随分号的表达式或声明。

条件 - 条件
表达式 - 表达式（典型情况下是增加循环计数器的表达式）
语句 - 任意语句（典型情况下是复合语句）

条件

条件 可以是表达式或简单声明。

  • 如果在语法上它可以解析为结构化绑定声明，那么它就会作为结构化绑定声明处理。
(C++26 起)
  • 如果在语法上它既可以解析为表达式，也可解析为结构化绑定声明以外的 (C++26 起)声明，那么它会作为后者处理。

当控制抵达条件 时，条件会产生一个值，该值用于确定是否会执行语句。

表达式

如果条件 是表达式，那么它产生的值就是该表达式按语境转换到 bool 的值。如果该转换非良构，那么程序也非良构。

声明

如果条件 是简单声明，那么它产生的值是决定变量（见下文）按语境转换到 bool 的值。如果该转换非良构，那么程序也非良构。

非结构化绑定声明

声明具有以下限制：

这种声明的决定变量就是它声明的变量。

结构化绑定声明

声明具有以下限制：

这种声明的决定变量是由声明引入的虚设变量 e。

(C++26 起)

解释

for 语句等价于

{
初始化语句
while ( 条件 )
{
语句
表达式 ;
}

}

但有以下不同：

  • 初始化语句 的作用域和条件 的作用域相同。
  • 语句 的作用域和表达式 的作用域不相交，且都内嵌于初始化语句 和条件 的作用域之中。
  • 执行语句 中的 continue 语句时会求值表达式。
  • 空的条件 等价于 true。

如果需要在语句 中结束循环，那么可以使用 break 语句作为终止语句。

如果需要在语句 中结束当前迭代，那么可以使用 continue 语句作为快捷方式。

注解

与 while 循环的情况相同，如果语句 不是复合语句，那么在其中声明的变量的作用域被限制在循环体内，如同一条复合语句。 

for (;;)
    int n;
// n 离开作用域

作为 C++ 向前进展保证的一部分，如果平凡的无限循环以外的 (C++26 起)没有可观察行为的循环不会终止，那么它的行为未定义。编译器可以移除这种循环。

在 C 中，初始化语句 和条件 的作用域中声明的名字可以被语句 的作用域中的名字隐藏，而这在 C++ 中则被禁止： 

for (int i = 0;;)
{
    long i = 1;   // 在 C 中合法，在 C++ 中非法
    // ...
}

关键词

for

示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::cout << "1) 典型的以单语句作为循环体的循环:\n";
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << i << ' ';
 
    std::cout << "\n\n" "2) 初始化语句可以声明多个名字，\n"
                 "只要它们可以使用相同的声明说明符序列:\n";
    for (int i = 0, *p = &i; i < 9; i += 2)
        std::cout << i << ':' << *p << ' ';
 
    std::cout << "\n\n" "3) （循环）条件可以是声明:\n";
    char cstr[] = "Hello";
    for (int n = 0; char c = cstr[n]; ++n)
        std::cout << c;
 
    std::cout << "\n\n" "4) 初始化语句可以使用 auto 类型说明符:\n";
    std::vector<int> v = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
    for (auto iter = v.begin(); iter != v.end(); ++iter)
        std::cout << *iter << ' ';
 
    std::cout << "\n\n" "5) 初始化语句可以是表达式:\n";
    int n = 0;
    for (std::cout << "循环开始\n";
         std::cout << "循环测试\n";
         std::cout << "迭代 " << ++n << '\n')
    {
        if (n > 1)
            break;
    }
 
    std::cout << "\n" "6) 每次迭代时均会调用循环体中创建的对象的构造函数和析构函数:\n";
    struct S
    {
        S(int x, int y) { std::cout << "S::S(" << x << ", " << y << "); "; }
        ~S() { std::cout << "S::~S()\n"; }
    };
    for (int i{0}, j{5}; i < j; ++i, --j)
        S s{i, j};
 
    std::cout << "\n" "7) 初始化语句可以使用结构化绑定:\n";
    long arr[]{1, 3, 7};
    for (auto [i, j, k] = arr; i + j < k; ++i)
        std::cout << i + j << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出： 

1) 典型的以单语句作为循环体的循环:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 
2) 初始化语句可以声明多个名字，
只要它们可以使用相同的声明说明符序列:
0:0 2:2 4:4 6:6 8:8
 
3) （循环）条件可以是声明:
Hello
 
4) 初始化语句可以使用 auto 类型说明符:
3 1 4 1 5 9
 
5) 初始化语句可以是表达式:
循环开始
循环测试
迭代 1
循环测试
迭代 2
循环测试
 
6) 每次迭代时均会调用循环体中创建的对象的构造函数和析构函数:
S::S(0, 5); S::~S()
S::S(1, 4); S::~S()
S::S(2, 3); S::~S()
 
7) 初始化语句可以使用结构化绑定:
4 5 6

参阅

范围 for 循环(C++11) 执行范围上的循环
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