在 C++ 编程里，for 循环是极为常用的控制结构，大都是在我们初学编程语言的时候最早学习的基础内容，它能让代码依据特定条件重复执行。但初学的时候我们一般不会很全面的来学习它的用法，最常见的就是学习了for循环的传统用法。其实for还有其他的典型用法能够给我们的编程带来便利。这里我会全方位介绍 C++ 里 for 循环的各类使用方式，还会搭配实例代码便于大家更好的理解。

一、三种典型循环

(一)、传统 for 循环

1、 基本语法

传统 for 循环包含初始化、条件判断与迭代三个部分，语法如下：

for (initialization; condition; iteration) {
    // 循环体
}

• initialization：用于初始化循环变量。
• condition：是循环继续执行的条件。
• iteration：每次循环结束后对循环变量进行的操作。

2、示例代码

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

3、代码解释

这种用法是我们初学的时候最早学习到的for的用法。所以这里不做多余的解释。

(二)、基于范围的 for 循环（类似foreach）

1、基本语法

从 C++11 开始引入了基于范围的 for 循环，可简洁地遍历可迭代对象中的每个元素，语法如下：

for (declaration : range) {
    // 循环体
}

• declaration：声明一个变量，该变量会依次表示 range 里的每个元素。
• range：是可迭代对象，像数组、std::vector 等。

2、示例代码

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

3、代码解释

该代码运用基于范围的 for 循环遍历 std::vector 容器中的元素并输出。num 会依次代表 numbers 里的每个元素。

4、使用场合

上述代码中，我们使用的是vector容器，其实基于范围的for循环，可以使用在一切序列式容器的和无序集合的数据结构体上，如：
C++ 标准库提供了以下几种序列式容器：
vector：动态数组，支持随机访问，在尾部插入和删除元素效率较高。
deque：双端队列，支持在头部和尾部高效插入和删除元素，也支持随机访问。
list：双向链表，支持在任意位置高效插入和删除元素，但不支持随机访问。
forward_list：单向链表，只支持单向遍历和在头部高效插入和删除元素。
array：固定大小的数组，支持随机访问，大小在编译时确定。
unordered_set：无序集合，使用哈希表实现，存储唯一元素。
unordered_multiset：无序多重集合，允许存储重复元素，基于哈希表。
unordered_map：无序映射，以键值对形式存储元素，键唯一，使用哈希表。
unordered_multimap：无序多重映射，允许键重复的键值对存储，基于哈希表。
除此外，还有自定义的数组、map 、multimap、set、multiset、initializer_list等。
注意，实现了 begin() 和 end() 迭代器相关接口的用户自定义容器或数据结构，比如自定义链表、树等数据结构，只要符合规则都能使用。而堆和栈没有实现begin()和end(),所以堆和栈不能用。

(三)、使用迭代器的 for 循环

1、基本语法

在 C++ 中，很多容器都提供了迭代器，可使用迭代器来遍历容器元素，一般形式如下：

for (auto it = container.begin(); it != container.end(); ++it) {
    // 循环体
}

• container 是容器对象，begin() 返回指向容器首元素的迭代器，end() 返回指向容器尾后位置的迭代器。

2、示例代码

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

3、代码解释

此代码使用迭代器遍历 std::vector 容器中的元素。it 是迭代器，从容器首元素开始，只要未到达容器尾后位置，就继续循环，每次循环结束后 it 指向下一个元素，*it 用于访问当前迭代器指向的元素。

4、传统for循环的迭代器用法

其实，传统循环中也是可以使用迭代器的，只不过使用起来稍显麻烦，c++11后都使用上面的形式了。

1. 传统 for 循环搭配迭代器
   传统 for 循环可以结合迭代器来遍历容器，在循环初始化部分初始化迭代器，条件判断部分检查迭代器是否到达容器末尾，迭代部分移动迭代器。

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 使用传统for循环和迭代器遍历vector
    for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

代码解释：

std::vector::iterator it = vec.begin()：初始化一个迭代器 it，使其指向 vec 容器的首元素。
it != vec.end()：这是循环的终止条件，当迭代器 it 不等于 vec.end()（指向容器尾后位置）时，循环继续执行。
++it：每次循环结束后，将迭代器 it 向后移动一个位置。
*it：通过解引用操作符 * 访问迭代器所指向的元素。

很明显，这里我传统用法要麻烦一些，而且表达式中包涵一个迭代器iterator,老的代码老的教程中这种传统for的迭代方式依然可以看到，比如菜鸟教程网站（runoob.com）中就是这种。

二、循环表达式的特殊书写

（一）、逗号表达式在 for 循环中的使用

1、基本语法

在传统 for 循环中，可使用逗号表达式同时执行多个初始化操作、多个迭代操作。逗号表达式会从左到右依次计算，并返回最后一个表达式的值。

2、 示例代码

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j--) {
        std::cout << "i: " << i << ", j: " << j << std::endl;
    }
    return 0;
}

3、代码解释

在这个例子中，初始化部分同时初始化了 i 和 j，迭代部分 i 递增 1，j 递减 1。
我们可以看到，这里的i和j两个变量是同步的，实际应用中意义并不大，但我们可以让他们的自加步长不一样也是可以的。

（二）、省略部分表达式的 for 循环

1、基本语法

传统 for 循环的初始化、条件判断、迭代三个部分都能省略，但分号不能省略。

2、示例代码

#include <iostream>

int main() {
    int i = 0;
    for (; i < 5;) {
        std::cout << i << std::endl;
        i++;
    }
    return 0;
}

3、代码解释

此代码省略了初始化部分，因为 i 在 for 循环之前已初始化；省略了迭代部分，将迭代操作 i++ 放到了循环体内部。
这个有点类似while的操作了，只不过仍然在表达式中保留了两个分号“；”。

（三）、无限循环的 for 循环

1、基本语法

通过省略条件判断部分，可创建无限循环的 for 循环，通常需在循环体内部使用 break 语句跳出循环。

2、示例代码

#include <iostream>

int main() {
    for (;;) {
        std::cout << "This is an infinite loop. Press Ctrl+C to stop." << std::endl;
    }
    return 0;
}

3、代码解释

由于省略了条件判断部分，这个 for 循环会一直执行，除非手动终止程序。
这个方式，就是while（TRUE）的for循环版本了，表达式中保留两个分号。

本文对for的使用方法就介绍到这里，如果您发现还有其他的有趣的用法，其留言，我随时补充到博文中去。