range-for 迭代器類是如何工作的？

Question

我知道，這段代碼是如何工作的：

std::vector<int> sth;
for (auto const & elem : sth) { }

但是，這段代碼對我來說很神秘：

namespace fs = std::filesystem;
for(auto & file : fs::directory_iterator("some/path"))
    std::cout << file << std::endl;

這個類（ std::filesystem::directory_iterator ）如何工作，它使我能夠遍歷整個容器？ 據我所知， range-for 是這樣工作的：

// given "container"
for(auto it = std::begin(container); it != std::end(container); it++)
{
}

如果在這里將directory_iterator作為container傳遞，怎么可能呢？

Answer 1

基於范圍的 for 是傳統 for 循環的語法糖

它所做的只是在一個范圍內執行一個 for 循環。

它比傳統的 for 循環更具可讀性，可在一系列值（例如容器中的所有元素）上運行。

在幕后，編譯器會將基於范圍的 for 循環轉換為如下所示的內容：

{
    auto && __range = range_expression ; 
    for (auto __begin = begin_expr, __end = end_expr; __begin != __end; ++__begin) 
    { 
        range_declaration = *__begin; 
        loop_statement 
    } 
} 

begin_expr和end_expr定義如下：

• 如果range_expression是數組類型的表達式，則begin_expr是__range並且end_expr是(__range + __bound) ，其中__bound是數組中元素的數量（如果數組大小未知或類型不完整，則程序有問題-形成)

• 如果range_expression是具有名為begin的成員和/或名為end的成員（無論此類成員的類型或可訪問性如何）的類類型C的表達式，則begin_expr為__range.begin()並且end_expr為__range.end();

• 否則， begin_expr是begin(__range)和end_expr是end(__range) ，它們是通過參數相關查找找到的（不執行非 ADL 查找）。

std::filesystem::directory_iterator

在directory_iterator的情況下，它是上面的第三個選項，因為它具有begin和end非成員函數，這允許它在基於范圍的 for 循環中使用。