研究一下C++的范围for循环 Range-based for loop_c++ range-based for loop 处理类

研究一下C++的范围for循环 Range-based for loop（since C++11）的生命周期拓展

1 先来看看c++官方的解释

“Executes a for loop over a range.Used as a more readable equivalent to the traditional for loop operating over a range of values, such as all elements in a container.”
是个啥大家都了解
就是用迭代器遍历一个容器（就是用迭代器遍历一个容器）

2 看看它的语法定义

for ( range_declaration : range_expression ) loop_statement
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主要分为三部分

• （range_declaration）:通常是个 auto 的对象来引用容器中的一个元素
• （range_expression）: 一个“合适”的序列，可迭代的容器
• （loop_statement）: 循环主体

3 整个例子

  std::vector<int> numbers = {1,2,3,4,5};
  for (auto n: numbers)
  {
     std::cout<<n;
  }
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用起来挺简单的吧
接下来我们把 Range-based for loop的实现展开

4 Explanation

 {
    auto && __range = range_expression ;
    auto __begin = begin_expr ;
    auto __end = end_expr ;
    for ( ; __begin != __end; ++__begin) {
        range_declaration = *__begin;
        loop_statement
    }
}
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上面3的例子给它展开

{
    std::vector<int, std::allocator<int> > & __range1 = numbers;
    __gnu_cxx::__normal_iterator<int *, std::vector<int, std::allocator<int> > > __begin1 = __range1.begin();
    __gnu_cxx::__normal_iterator<int *, std::vector<int, std::allocator<int> > > __end1 = __range1.end();
    for(; __gnu_cxx::operator!=(__begin1, __end1); __begin1.operator++()) {
      int n = __begin1.operator*();
      std::cout.operator<<(n);
    }
 }
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好像也没哈 看起来就是用个迭代器去访问里边的元素

可是外边为啥包个大括号？
__range 为啥是个右值引用呢？

精髓来了。它就是这段话

5 Temporary range expression

If range_expression returns a temporary, its lifetime is extended until the end of the loop, as indicated by binding to the forwarding reference __range, but beware that the lifetime of any temporary within range_expression is not extended.

为什么要这么搞呢？

• 试想一下，如果range_expression是一个函数返回的临时对象，那么 __range 就可以引用这个对象，并将其生命周期延长到外层包的的括号内。这样使用右值引用不仅减少了变量的拷贝，同时最外层的大括号也保证了生命周期。

看起来是个不错的语法糖

可接下要看个坑
看下面代码

std::vector<std::vector<std::string>> func() {
  return {{“lebron”, "MVP"}, {“lakers, “champion”}};
}
auto strs = func().at(0);

for (auto str : strs) {
    cout << str; // lebronMVP 
}
for (auto str : func().at(0)) {
    cout << str;//null 
}
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看起来这两个for循环 好像没啥差别，可是第二个for却没有遍历到数据，这是为什么？？？

让我们把模版特例化展开

std::vector<std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > >, std::allocator<std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > > > strs = func();
  {
    std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > & __range1 = strs.at(0);!!!
    __gnu_cxx::__normal_iterator<std::basic_string<char> *, std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > > __begin1 = __range1.begin();
    __gnu_cxx::__normal_iterator<std::basic_string<char> *, std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > > __end1 = __range1.end();
    for(; __gnu_cxx::operator!=(__begin1, __end1); __begin1.operator++()) {
      std::basic_string<char> str = std::basic_string<char>(__begin1.operator*());
      std::operator<<(std::cout, str);
    }
    
  }
  {
    std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > & __range1 = func().at(0);!!!!!
    __gnu_cxx::__normal_iterator<std::basic_string<char> *, std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > > __begin1 = __range1.begin();
    __gnu_cxx::__normal_iterator<std::basic_string<char> *, std::vector<std::basic_string<char>, std::allocator<std::basic_string<char> > > > __end1 = __range1.end();
    for(; __gnu_cxx::operator!=(__begin1, __end1); __begin1.operator++()) {
      std::basic_string<char> str = std::basic_string<char>(__begin1.operator*());
      std::operator<<(std::cout, str);
    }
    
  }
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关键在于__range1 所引用变量的生命周期，
第一个for 中& __range1 = strs.at(0); 引用的是一个局部变量 str 的第一个数据块，它的生命周期大于for的循环体所以可以正常遍历。
可是第二个for中& __range1 = func().at(0); 引用的是fun函数返回的临时变量的第一个数据块，这个数据块虽然试图被__range1的引用延长生命周期到for的大括号内，可是函数返回的临时变量已经被销毁了，其数据块自然也被release了，所以也就没法遍历了。
而在C++ 20中准备了，

6 Init-statement (C++20)

如下：
对于c++17

for (auto& x : foo().items()) { /* .. */ } // undefined behavior if foo() returns by value
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在c++ 20 中增加了 Init-statement

for ( init-statement(optional)range_declaration : range_expression )loop_statement
for (T thing = foo(); auto& x : thing.items()) { /* ... */ } // OK	(since C++20)
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