使用for_each和range-for有什么好处？

Question

我知道历史上使用标准算法，如for_each而不是for循环更易读。但我认为在c++11中，普通的for循环比众多标准算法及其对应的回调函数更简洁。

我这样想错了吗？许多标准算法已经过时了吗？这些方法提供了哪些不同的好处？

- sircodesalot

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当并行STL成为标准时，for_each将可以并行化。库构造有时比仅有语言特性更允许抽象。因此，我认为在迁移代码时，for_each可能会更好。 - Germán Diago

@GermánDiago 标准中是否有任何内容防止范围 for 循环的并行化？我期望标准要求“仿佛常规 for 循环”，但保留实现细节（包括并行化）的开放性。 - stefan

@GermánDiago 我现在明白你的观点了，谢谢你的澄清。 - stefan

你可以使用 break 来中断一个 for 循环，但是你不能使用 break 来中断一个 for_each 循环，所以它们并不完全等价。我会尽可能使用 for_each。 - sbabbi

为什么您的标题指定了for_each，但正文谈论了一些神秘的“具有相应回调函数的众多标准算法”和“许多标准算法”？除了for_each()之外，还有哪些特定的<algorithm>与本文相关？如何将它们替换为范围-for循环？ - underscore_d

Answer 1

请根据自己的判断力使用合适的方法。

C++11引入了lambda表达式和更好的bind表达式，使得许多算法在C++中的使用变得更加简单明了，你可以相对简洁地指定函数对象。但是，基于范围的for循环也是一个完全合法的选择。

如果你只需要在循环体中执行一两个语句，那么尽管使用基于范围的循环。如果你需要在一组对象上调用成员函数，则可以考虑使用for_each和mem_fn。如果绑定表达式看起来足够清晰，则可以使用它。但无论你做什么，如果发现自己将过多的逻辑集中到一个地方，请考虑重构代码，并为较小的工作组件命名以提高可读性。

C++提供了许多工具，一个工具的存在并不意味着另一个工具无用。像C++这样的强大编程语言面向有经验的用户，经验会帮助你选择正确的工具来完成正确的工作。

- Kerrek SB

Answer 2

就可读性而言，使用基于范围的for循环现在可能比使用std::for_each稍微好一些。但这并不意味着for_each已经过时。

请看下面的代码：

auto myVals = getManyValsInAContainer();

for (auto& val : myVals)
{
    doStuff(val);
}

它做的事情与这段难以阅读的代码相同：

auto myVals = getManyValsInAContainer();

for (auto it = myVals.begin(), end = myVals.end(); it != end; ++it)
{
    doStuff(*it);
}

现在，假设您的容器是一个std::deque，这意味着您的值在大块连续的内存中，有一些指针来跟踪这些块的位置。对于知道实现方式的人来说，遍历该容器的所有元素很容易：只需要双重循环即可遍历每个块中的每个元素。

但是对于基于范围的for循环来说呢？它依赖于operator++()从一个元素移动到下一个元素。每次这样做时，operator++()必须检查下一个元素是否在同一个块中，或者是否需要转到下一个块。这些调用是完全独立的，因此没有办法使事情更有效率。

（注意：不要试图手动进行操作：您需要访问容器的私有部分，即使您拥有它，您所想出的任何方法也仅适用于STL的某些实现，而不是其他实现）

那么，当涉及到std::for_each时是否有任何不同呢？首先，它是一个函数模板，因此它可以专门化。它也是STL的一部分，这意味着实现它的人员非常了解std::deque（或者您正在使用的其他STL容器）的实现方式，并且他们可以使std::for_each成为容器类的友元（或者做任何其他需要做的事情），以便高效地进行操作，而不是依赖于多个对operator++()的调用。

因此，这就是您的答案：std::for_each并不过时。可读性只是它的一项优点，但在迭代STL容器时，它仍然比任何for循环更有效率。

- Eternal

Answer 3

这将是一个相当主观的话题，但就其价值而言，我同意你的观点。我认为使用语言结构胜过库结构要好得多，特别是当语言结构简洁易读时。(虽然在c++11之前，对于for_each的可读性肯定有争议)

- hexist

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我倾向于同意。另一方面，有了C++11的lambda表达式，现在至少不必再写很多函数对象类了。 - Erik Alapää

@ErikAlapää 我讨厌C++的lambda表达式。Boost.Phoenix的lambda表达式看起来更好，对于小函数而言语法噪音要少得多。将[](int a, int b){return a+b;}与_1+_2进行比较。 - KitsuneYMG

有些匿名函数总比没有好，但我必须同意@KitsuneYMG的观点。 - sircodesalot