C++中实现foreach循环的示例

python,c#,java里面都有类似于foreach的结构，stl里面虽然有for_each这个函数，但是感觉使用还是太繁琐了一些，所以就自己实现了一个。 先来看看stl里面的for_each函数，官方文档上的原型如下：

Function for_each (InputIterator first, InputIterator last, Function f);

示例代码如下：

// for_each example
#include
#include
#include
using namespace std;
 
void myfunction (int i) {
  cout << " " << i;
}
 
struct myclass {
  void operator() (int i) {cout << " " << i;}
} myobject;
 
int main () {
  vector myvector;
  myvector.push_back(10);
  myvector.push_back(20);
  myvector.push_back(30);
 
  cout << "myvector contains:";
  for_each (myvector.begin(), myvector.end(), myfunction);
 
  // or:
  cout << "nmyvector contains:";
  for_each (myvector.begin(), myvector.end(), myobject);
 
  cout << endl;
 
  return 0;
}
不只函数原型有点不习惯，而且还要再写一个函数，比起python的实现方式，的确有点繁琐了：

for d in l:
    print d

我们来自己实现一个，方法肯定是用宏啦，我们来看一下第一个版本：

#define foreach(container,it,type)
    for(type::iterator it = (container).begin();it!=(container).end();++it)

示例代码如下：

#include
#include
#include
#include
#include

如果把注释掉的代码打开的话，就会报错，应该是宏无法处理逗号的原因。
而且调用起来还是有点繁琐对吧，python里面并没有要求传入容器类型，我们是不是也能把set这个参数省掉呢？
先来看一下这段代码：

typeof(10) a;
a = 100;
cout< 这段代码是可以执行的，运行结果是100。从这一点出发，我们是不是能通过typeof(container)获得容器类型，然后通过typeof(container)::iterator创建遍历指针呢，我们来看第二个版本

#define foreach(container,it)
    for(typeof(container)::iterator it = (container).begin();it!=(container).end();++it)
然而很不幸，这段代码是无法运行的，编译结果如下：

test4.cpp|21| error: expected initializer before "it"
test4.cpp|21| error: `it' was not declared in this scope
test4.cpp|34| error: expected initializer before "it"
test4.cpp|34| error: `it' was not declared in this scope
有没有办法解决呢？
有的，我们用一个曲线救国的方法！typeof(container.begin()) ，哈哈！最终代码如下：

#define foreach(container,it)
    for(typeof((container).begin()) it = (container).begin();it!=(container).end();++it)
测试代码如下：

#include
#include
#include

a
n
w
0,x
1,w
OK！一切正常！这应该是形式比较简单的版本啦，如果各位有什么更好的建议，欢迎留言交流~
ps:
当然，其实你连it这个参数都可以省掉，但是根据pythonic的原则(好吧，我知道自己是在写C++)，要简单但不能让人迷惑，所以建议还是把it这个参数保留。

补充:

假有一个类型为ContainerType类型的容器Container，它的每个元素的类型为ElementType。
在C#中，数组就是这样一种容器。
在C++中，stl的vector、map等也是这样的容器。
如果要遍历容器Container的每个元素，在C#中可以使用如下代码：
foreach ( ElementType element  in  Container)
{  //  使用element访问该元素
}
而在C++中，通常的代码都会是这样：
Container::iterator iter;
for  (iter  =  Container.begin(); iter != Container.end(); iter ++ )
{  //  使用(*iter)访问该元素
}

显然C#中的代码更清晰的多。而C++的代码中包含了变量声明和循环控制，显得更复杂了。也许您对这一点增加的复杂性并不在意，但本着勿因善小而不为的原则，以及一点思考精神，我决定让C++也拥有使用foreach循环的能力。
 
C++的宏很适合做这种事情。问题在于如何做的更像C#中的那种样式。如果在访问元素的代码块的前面和后面各加一个宏，那么这件事情就变得毫无意义，并很可笑。
 
我们只能使用一个宏，并命名为foreach。在这个宏后面的代码块将可以像在C#中那样可以使用一个变量名来遍历容器中的所有元素。宏中声明的变量不能污染到程序中其它部分的命名间，而这些变量又不在访问元素的代码块中声明。这样的要求使这个问题变成一种考验代码技巧的有趣问题。
 
C++语言控制能力的强大使它确实可以支持foreach语句。这要用到两个技巧：1，for循环的第一条语句可以声明局部变量；2，充分利用for循环的过程控制能力。
 
C++中的foreach语句定义宏如下：  
#define foreach(elementType, element, containerType, container) /
     for  (containerType::iterator iter  =  container. begin (); iter  !=  container. end (); iter ++ )/
         for  (bool  go   =  true;  go ;)/
             for  (elementType  &  element  =   * iter; go ;  go = false)
宏中定义了三重for循环。第一重的意义很清楚：使用容器的遍历者遍历容器中的元素。第二、第三重for循环其实只能执行一次，其主要目的是声明element变量。C++的变量引用类型使后面的元素访问代码块可以直接使用element变量。
 
foreach 宏的参数依次为：元素类型，元素名，容器类型，容器名。
 
假设有个vector如下面的定义：
vector v;
 
那么遍历v可以使用下面的代码：
foreach(int , e, vector, v)
{// 使用(e)来访问v的元素
}
 
是不是很像C#中的foreach语句呢？我写了一小段程序，看看这个宏是不是真的能工作，代码如下：

#include
#include
using namespace std;
 
// 在C++中使用 foreach 循环
#define foreach(elementType, element, containerType, container) /
    for (containerType::iterator iter = container.begin(); iter != container.end(); iter++)/
       for (bool go = true ; go;)/
           for (elementType & element = *iter;go; go=false )
 
int main()
{
    vector v;
    for (int i=0; i<10; ++i)
       v.push_back(i);
    foreach(int , e, vector, v) // 在这里使用foreach 语句
    {
       printf("%d/n", e);
    }
}
 
结果输出很正确！
 
事实上，在C++中，for语句以及其它语句，它们的本质是基于计算机指令的过程控制语句，而C#中的foreach语句，可以看作是基遍历者这种设计模式的语句。编程语言从只基于计算机指令到基于设计模式，这应该也算是软件发展的进步吧。
 
在C++中使用文中定义的foreach语句并不能提高程序的效率，也不会明显降低效率。foreach宏只能在代码层面上有些好处，减少一些重复的代码，增加一点可读性。设计这个宏，就当是个趣味技巧题，玩一玩，并支持一下那些坚决拥抱C++的朋友们。