C++17 如何实现 可用于 C++17版 基于范围的for循环 的类型

第一种方式： 实现成员函数 begin（），end（）。

第二种方式：实现普通函数 begin(被循环对象)， end（被循环对象）。并且要注意，类中不要有叫begin，end的成员，不管是变量，函数，还是枚举值什么的，哪怕private的也不行。



两种方式都有以下要求：

begin返回值应该是一个类似迭代器的类型或者指针。所谓类似迭代器的类型，是指，有opeartor++() 也就是前置自增那个, 有operator*()。

end返回值没有以上要求，并且不要求和begin返回值类型一样。（相对C++11放宽了要求）

但是begin和end需要能够进行 ！= 比较， 也就是 begin！=end。注意有顺序的，begin在前，end在后。



下面的啰嗦可以不用看

参考网页http://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for

还有中文版http://zh.cppreference.com/w/cpp/language/range-for

里面各种细节写的很全了，基本上看上面网页就够了。还想细致的，就自己翻标准文档吧。

我下面的话基本上也不用看。。

C++17的基于范围的for循环长这个样子 （C++20允许再加一个init语句，C++17已经允许if，switch等加上init了，但是for居然没有？）

attr(optional)

for (

range_declaration

:

range_expression

)

loop_statement

attr不用管

重点说range_expression

它可以是：

（1）原生数组

（2）实现了begin，end成员函数或普通函数的对象（后面有讲具体）

（3） 花括号初始化列表

对于（2），其实说的不太清楚，正常来说都是配对的。要么begin，end都是成员函数，要么begin end都是普通函数。如果一个是成员函数，一个是非成员函数。。。我实在看不懂这波英文该如何理解。。。

原文是an object for which

begin

and

end

member functions or free functions are defined

这一点其实可以先放着，因为后面就会讲到其他的一些规定。到时候就知道了

一个相关话题，C++17允许结构化绑定了，也就是类似下面这样

for (auto&& [first,second] : mymap) {
// use first and second
}

这里不多说。

attr(optional)

for (

range_declaration

:

range_expression

)

loop_statement

会被翻译成

{

auto && __range =

range_expression

;

auto __begin =

begin_expr

;

auto __end =

end_expr

;

for ( ; __begin != __end; ++__begin) {

range_declaration

= *__begin;

loop_statement

} 

} 

注意这里__begin和__end类型可以不一样。__begin需要有operator++，operator*， 还需要__begin和__end能够 !=比较

除此之外没有限制了。相比C++11放宽了约束。

重点在begin_expr和end_expr到底是什么。

以下三项按顺序，如果满足就不再向下走。

（1）如果range_expression（也就是之前说的，可以是三种东西的那个），是一个原生数组

那么begin_expr就是__range，（可以理解为指向数组头元素的指针，虽然数组和指针之间的转换我一直很晕。。。但是这里无所谓，完全可以这样理解）

end_expr就是__range+数组元素个数。

如果数组元素个数不知道（也就是说，一个原生的动态分配的数组，表现为一个指针，不知道size。或者说一个静态数组，强行转换到指针，丢失了其size信息。等各种情况），或者说数组是不完全类型（这什么鬼？一个数组，其元素是不完全类型的意思？），那么程序不合法

（2）如果range_expression是一个类型。它有成员begin，或者有成员end，（或者都有）。那么begin_expr和end_expr扩展成 __range.begin() __range.end()

注意这里说的有成员begin或end，是不管其类型和访问权限的。 也就是说哪怕成员begin是一个变量，一个枚举值，也会适用这条。 所以这里就解决了之前的问题，如果begin和end，一个是成员函数，一个非成员。会导致统一用成员，然后有一个找不到

（3）如果走到了这一步，那么统一用非成员函数begin，end。 扩展成begin(__range)这样。（begin，end的查找规则写的术语我不认识。。）

根据这些规则。我们如果需要实现一个自己的 可以被范围for循环的类型， 需要：

（1）实现成员函数begin，end

（2）或者，实现普通函数 begin(被循环对象)，end（被循环对象）。与此同时，我们的类型中，不能有叫begin或者end的东西。

并且，不管哪种方式。begin和end的返回值需要能够做到++begin    *begin    begin!=end这些操作。

（经实验，begin返回值还必须是一个指针或者类，比如说不能是一个int。。end返回值没有这个说法）

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之前我在我自己的文章 http://blog.csdn.net/zhangfengz1995/article/details/78123836
里面提到了C++17的基于范围的for循环的改变。

过去的基于范围for循环的缺点是， 要求begin和end的类型一样,都是iterator。这个约束超过了需要的程度，所以是过度约束。对于begin，的确需要是一个iterator，需要对它步进。但是对于end，实际上我们需要的只是它能和begin比较即可。

所以C++17修改了基于范围for循环的展开方式。现在begin和end不需要一样的类型。只需要能够比较即可。

（可以看http://blog.csdn.net/zwvista/article/details/52304605

和https://stackoverflow.com/questions/39117330/how-the-new-range-based-for-loop-in-c17-helps-ranges-ts)

但是真正使用中应该如何写一个自己的可以被基于范围for循环使用的东西呢。

一直以为只需要自己实现被迭代对象的成员函数，begin和end。begin返回的对象需要实现operator ++，operator* 。还需要实现begin对象和end对象的operator !=。

今天看其他的文章，看到了其他的写法。发现了一些以前忽略的细节
http://blog.csdn.net/zmdsjtu/article/details/77371428
这篇文章，用到了基于范围的for循环。但是被循环对象是一个directory_iterator，这个对于C++来说感觉有些奇怪。（对于python来说倒是挺常见的）

所以去翻了翻cpp reference。看到了这里的directory_iterator的定义
http://en.cppreference.com/w/cpp/filesystem/directory_iterator
我想象中，这个directory_iterator应该定义两个成员函数，一个begin，一个end。因为有了新语法，end的返回值不需要是一个迭代器。只需要begin和end能够比较即可（也就是可选择性的，再实现一个begin和end的operator !=）

但是这里的定义是，directory_iterator有两个相关的非成员函数，begin和 end

返回同样是directory_iterator

实现了directory_iterator之间的比较

奇怪的点在于，begin和end是非成员函数

begin，end函数原型是

directory_iterator begin( directory_iterator iter)noexcept;

directory_iterator end(const directory_iterator&)noexcept;

这就比较奇怪了。难道新的基于范围for循环展开的时候不是调用被循环对象的成员函数begin和end么。。。

莫非实现方式不仅允许成员函数，还可以用非成员函数。

（甚至说。。以后非成员函数才是正道。？？？。因为标准库都这样用了）

看了看http://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for

才对新标准的range-based for loop的规定有了大致了解。