※ 引述《TyrionLannis (小恶魔)》之铭言：
: 由于不是问程式码相关的题目，故前面叙述恕删，最近刚开始看C++ Primer，
: 读到Ch3多维阵列的部分(P128)，它里面给了另一种用auto来跑for loop的方式，举个
: 例子来说:
: int ia[2][2]={1,2,3,4};
: //印出阵列的每个元素值
: for(auto &row : ia)
: for(auto col :row){
: cout<< col << endl;
: }
: 书中注明，auto &row中的&不能省略，否则编译器会把row转成一个pointer(指
: 向每列的第一个元素)，跑到第二个loop的时候就变成违法的指令了(原文:That
: loop attempts to iterate over an int*)，所以说一定要要有&才会把row转成
: 一个一维阵列，然后我就有点不懂为什么编译器会这样做了，毕竟前面讲auto的
: 内容好像没有有提到auto声明的时候加上reference会造成这种最后type的不同，
: 想请问这是C++的规定还是背后有什么特别的哲学(或者机制)吗?
以下提到的资料都可以在 N3242 里面查询到. range-based for
顾名思义就是寻访 range 里所有元素用的 for, range 范围是由成
对的迭代器所定义, 最简单的迭代器是指标:
int array[5] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
for (int* p = array; p != (array + 5); ++p) {
cout << *p << " " << endl;
}
上面的例子里, array (转型成指标) 是开始迭代器, (array + 5)
则是结束迭代器, 你可以用这两个迭代器来寻访阵列. 这边可以不
指定 p 的型别由编译器帮我们推导:
// auto is deduced to int*
for (auto p = array; p != (array + 5); ++p) {
cout << *p << " " << endl;
}
然后再来看看 N3242 里面的 6.5.4.1, range-based for 语句:
for ( for-range-declaration : expression ) statement
等同于下面的写法:
{
auto && __range = expression;
for ( auto __begin = begin-expr,
__end = end-expr;
__begin != __end;
++__begin ) {
for-range-declaration = *__begin;
statement
}
}
有看到开始和结束迭代器了吗? 它们就是被用来控制循环该跑几次.
另外虽然 for-range-declaration 只有写一次, 但它会在迭代中被
用来接 *__begin 的结果. 在 6.5.4.1 最后一段有写到这些迭代器
从哪里来:
"... and _RangeT is the type of the expression, and
begin-expr and end-expr are determined as follows:
- if _RangeT is an array type, begin-expr and end-expr
are __range and __range + __bound, respectively,
where __bound is the array bound."
既然有迭代器的求法, 刚刚的循环我们也可以试着用
range-based for 来作代换:
// for-range-declaration: auto i
// expression: array
// statement: cout << i << " " << endl;
for (auto i : array) {
cout << i << " " << endl;
}
等同于:
{
auto && __range = array;
for ( auto __begin = __range,
__end = __range + 5;
__begin != __end;
++__begin ) {
auto i = *__begin;
cout << i << " " << endl;
}
}
这边 auto&& 推导的规则比较特殊, 先不细讲. __range 物件被用
来接冒号(:)右边的叙述 (这个例子为 array), 并且视情况延长生
命周期; 再来因为 array 的型别为 int[5], __begin 的型别被推
导为 int*, __bound 也被决定为 5. auto i 能否放在前面宣告,
取决于它可不可以从 *__begin 初始化而来. 来说结论:
range-based for 中如果无法借由标准里提的方法得出开
始/结束迭代器, 或是宣告不合法, 就可能造成编译错误.
你的例子里, 外层循环从 *__begin 拿到的东西是 int(&)[2] (阵
列参考), 原本用 auto& 可以参考到子阵列; 但因为宣告改成 auto
导致先转型成指标 int* 才传递给内层循环使用. 内层循环因为无
法透过指标来获取开始/结束迭代器 (资讯不足), 所以报错.
参考资料:
Draft for C++11 (N3242)
https://bit.ly/2PmiJ6J