正确使用 C++ 'for each' 选项答案

【问题标题】：Proper use of C++ 'for each' options正确使用 C++ 'for each' 选项
【发布时间】：2023-04-01 04:18:02
【问题描述】：

These questions 让我对 Boost 和 Qt 的 for each 宏的用途感到好奇。

我使用过 Qt 并发现该宏始终可以很好地满足我的需求，但从未广泛测试过它的性能。我之前没有使用过 Boost 的产品。

我想知道什么时候是使用 Qt 和 Boost 提供的替代方案而不是 std::for_each 的好时机？

_{注意：措辞已从the original 更改为使问题更加客观。}

【问题讨论】：

std::for_each 至少从 C++98 开始就存在了，所以如果你找到一个不支持它的编译器，我会很惊讶。话虽如此，您所要求的本质上是主观的，因此对于 SO 来说不是一个好问题。
如何在不给出个人意见的情况下提供赞成或反对意见，根据定义，这是主观的？
您有文档的链接。该文档描述了这些功能的作用。你不能通过比较描述来得出差异吗？
在某些情况下，您可能也不必为停车付费，所以不，我们不同意。底线是Stack Overflow is not a List for All Things、nor is it a Recommendation Engine、nor is it your personal research assistant——这个问题根本不适合 IMO。
@ildjarn：我也怀疑 PSE 是不是合适的地方——它们不是我们的垃圾场。我认为 SE 上没有任何地方不会解决这个问题。

标签： c++ qt boost foreach std

【解决方案1】：

std::for_each 的用途和功能与宏 BOOST_FOREACH 和 Q_FOREACH 的用途和功能非常不同。

std::for_each 首先是一个函数调用。它是一种算法。您调用它，提供一对迭代器。在迭代器范围的每个成员上，它将使用从相关迭代器中获取的值调用给定函数。

std::for_each 的目的，从概念上讲，确实是为了匹配已经存在的更具体的算法。对于 count、copy 等算法，有一个简单地为每个元素执行任意代码的算法是有意义的。

BOOST_FOREACH 和 Q_FOREACH 是等效的结构（我将它们统称为FOREACH），但行为不同于std::for_each。

FOREACH 首先是一个 for 循环。现在，这听起来可能没什么不同，但想想看。您不能从std::for_each 中调用continue 和break。 continue 可以很容易地用return 模拟（尽管这也意味着您不能从发出std::for_each 调用的函数返回）。但是如果你想停下来，就没有办法逃离std::for_each 循环。同样，您不能将goto 退出for_each 循环。在这两种情况下，你能做的最好的事情就是抛出一个异常，那就是使用异常来进行流控制（即：不是一个好主意）。

当你使用std::for_each时，你必须提供一些可调用的函数。这可以是函数指针或函数对象。因此，您的代码有些去本地化。如果您在每次迭代中所做的是一个复杂的多行函数，这很好。但是如果每次迭代的逻辑都非常简单，那么代码的可读性就会下降一点。

FOREACH 执行本地代码块。所以代码就在那里；您无需跟踪函数即可查看每次迭代中发生的情况。

此外，调用函数意味着必须编写该函数。如果您需要跟踪状态，您现在需要一个函子，这需要编写更多代码。

C++11 使 std::for_each much 对 lambda 函数更具吸引力。这消除了代码局部性问题：源代码就在那里。而且由于 lambdas 可以捕获内容，它几乎可以像常规的 for 循环一样工作。好吧，除了没有break 功能，但这通常是可以避免的。

当然，C++11 还通过基于范围的for 循环使其有效地过时（以及FOREACH）。但由于与 C++11 的一致性级别不同，因此在某些环境中您有 lambda 但不是基于范围的for。

您应该使用什么由您决定。 FOREACH 很好，如果您已经在使用 Boost 和/或 Qt，请随意。但我不会突然开始为FOREACH 使用这些。就个人而言，我不会使用std::for_each，除非您还使用 lambdas 或其他东西，因为代码位置问题。只需使用for 循环即可。

【讨论】：

感谢 Nicol，您对用例的说明很到位。

【解决方案2】：

std::for_each 是 C++ 标准的一部分，自 1998 年以来（至少）一直如此。因此，任何（不是那么）现代 C++ 都是不兼容，因此如果它不提供 for_each 就会被破坏。我每天使用的所有编译器都支持它。

您提到的两个库都存在于 C++ 语言本身之外。 for_each 是唯一一个保证出现在符合标准的编译器中。

至于利弊，我留给你决定。如果可以选择，我会选择标准保证的东西，而不是不保证的东西。

【讨论】：

for_each 的速度比正常的循环机制快吗？
标准说它在 O(n) 时间内运行。在我见过的每一个实现中，它只是一个 for 循环，至少与一般意义上的任何你能写的东西一样快。
话虽如此，执行速度既不是使用for_each的典型理由，也不是不使用的理由。
我的问题不是时间复杂度，任何循环（for、for_each、while）都可以在 O(n) 中工作。我的问题是使用 for_each 是否比使用标准 for 有开销。谢谢。
这是一个inline 函数调用。其他一切都是实现定义的，但正如我所说，我从未见过比手写代码更糟糕的实现。如果这是一个主要问题，我建议您查看您的实现。

【解决方案3】：

std::for_each 需要 functor、lambda 或 function-pointer 来执行。如果您在代码中的多个位置循环使用相同的方法，使用它可以避免大量样板文件。

 void hello(int i){
      printf("World %d \n",i);
 }

 std::vector<int> vals;
 vals.push_back(1);
 vals.push_back(2);
 std::for_each(vals.begin(),vals.end(),hello);

BOOST_FOREACH 和 Q_FOREACH 用于隐藏 c++ 迭代器的样板文件，它们替换了正常的 for 语句并在循环体上循环。

  for(vector<int>::iterator iter = vals.begin();iter != vals.end();++iter)
  {
      hello(*iter);
  }

  Q_FOREACH(int val, vals){
      hello(val);
  }

用法：你认为哪个最易读，并避免不必要的代码重复。

性能：每一个都是宏或模板函数，并且对编译器完全可见，差异应该只存在于调试版本中。

【讨论】：