如何在 C++ 中遍歷向量

若要逐一造訪 std::vector 中的所有元素，使用基於範圍的 for 迴圈最直接。需要元素位置時選用索引迴圈；演算法需要迭代器範圍時使用迭代器；若要對每個元素套用可呼叫物件，則可使用 std::for_each。以下範例以 C++14 為目標。

使用索引 for 迴圈遍歷向量

索引迴圈能同時取得元素及其位置。迴圈標頭中的三個子句以分號分隔：先初始化索引，再於索引小於 size() 時繼續迴圈，最後遞增索引。這個完整的 C++14 範例展示了此模式；此處不宣稱有執行結果。

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    const std::vector<int> values = {45, 54, 87, 78};

    for (std::size_t i = 0; i < values.size(); ++i) {
        std::cout << values[i] << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

此範例將 values 宣告為 const，因此只能讀取：可以使用 values[i] 查看指定索引的元素，但不能修改它。若要更新某個位置，請將向量宣告為可修改（例如 std::vector<int> values = {45, 54, 87, 78};），並在迴圈中指定 values[i] 的值。條件 i < values.size() 可確保每個索引都落在向量有效的元素位置內。當你需要元素的位置時，例如要將數值與另一個序列配對，或更新指定位置，索引存取就很實用。如果只是依序讀取或修改每個值，基於範圍的迴圈通常更簡潔，因為不必自行維護索引。

size() 回傳元素數量，而索引從零開始；因此，向量有元素時，最後一個元素的索引是 size() - 1。使用嚴格小於條件可避免迴圈把元素數量本身當成索引。將此迴圈改用於其他元素型別時，索引型別應與向量的大小型別相容。

使用基於範圍的 for 迴圈

基於範圍的 for 迴圈會逐一造訪每個元素，不必維護索引。使用 const auto& 可在不複製元素的情況下讀取；若迴圈需要更新原始值，則使用 auto&。這個 C++14 範例展示了兩種形式；此處不宣稱有執行結果。

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> values = {45, 54, 87, 78};

    for (const auto& value : values) {
        std::cout << value << ' ';
    }
    std::cout << '\n';

    for (auto& value : values) {
        value += 1;
    }
}

第一個迴圈將每個 value 綁定為唯讀參考。第二個迴圈則綁定可修改的參考，因此指定值會更新 values 中對應的元素。如果只需要檢視值，建議使用 const 形式，讓讀取意圖更清楚。

使用迭代器遍歷向量

當介面接受一對位置，或你需要明確控制容器的移動方式時，可以使用迭代器。從 begin() 開始，直到 end() 為止。end() 迭代器表示最後一個元素之後的位置；請解參考目前的迭代器，絕不要解參考 end() 本身。這個 C++14 範例展示了遍歷方式；此處不宣稱有執行結果。

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    const std::vector<int> values = {45, 54, 87, 78};

    for (std::vector<int>::const_iterator it = values.begin();
         it != values.end(); ++it) {
        std::cout << *it << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

!= 比較運算表示常見的半開迭代器範圍 [begin(), end())。使用 const_iterator 可以讀取每個元素，同時避免透過該迭代器修改元素。

同一對迭代器也可以傳給標準演算法，因此，若程式碼已使用迭代器範圍，明確遍歷迭代器就很實用。對唯讀向量而言，begin() 和 end() 會提供常數迭代器；對可修改的向量而言，它們則會提供可在解參考時更新元素的迭代器。

使用 std::for_each 套用操作

<algorithm> 中的 std::for_each 會對半開範圍內的每個元素套用可呼叫物件；範圍從 begin() 開始，到 end() 為止，但不包含 end()。使用 lambda 可以將操作與遍歷邏輯放在一起。這個 C++14 範例透過可修改參考，將每個值加上十；此處不宣稱有執行結果。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> values = {1, 2, 3};

    std::for_each(values.begin(), values.end(), [](int& value) {
        value += 10;
    });

    for (const auto& value : values) {
        std::cout << value << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

若可呼叫物件只讀取元素，請使用 const int& 作為 lambda 參數。若只是單純逐一造訪，基於範圍的迴圈通常更易閱讀；若將操作作為可呼叫物件傳遞更符合周邊程式碼，就選用 std::for_each。這四種方法都會遍歷同一個向量中的元素，差別在於如何取得位置及套用操作。