C++ vector 遍历

在 C++ 中，当一个 vector 容器存放了十几个甚至上百个元素时，我们不可能一直手写 scores[0]、scores[1]、scores[2] 去逐个读取。把容器中的所有元素从头到尾按顺序访问一遍，这个过程就叫做 “遍历”。

遍历 vector 容器常用的有两种方式：一种是 “使用下标 for 循环遍历”，另一种是 “使用范围 for 循环遍历”。

使用下标 for 循环遍历

如果在遍历元素的同时还需要知道元素的下标位置，我们就可以像遍历数组那样使用普通的 for 循环。具体做法是让下标 i 从 0 开始，只要 i 小于元素个数 size()，就依次访问 容器名[i]。

语法：

for (int i = 0; i < 容器名.size(); i++) {
    // 循环体
}

说明：

由于 vector 的下标从 0 开始计算，最后一个元素的下标是 容器名.size() - 1。循环条件写成 i < 容器名.size() 正好覆盖所有有效下标，我们在循环体内通过 容器名[i] 即可读取或修改当前元素。

示例 1：使用下标循环遍历

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<std::string> langs = {"C++", "Python", "Go"};

    for (int i = 0; i < langs.size(); i++) {
        std::cout << i << ": " << langs[i] << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

0: C++
1: Python
2: Go

分析：

在这个例子中，langs.size() 返回 3。循环变量 i 从 0 开始，每次循环后加 1，依次取 0、1、2，刚好对应容器的 3 个有效下标。当 i 增加到 3 时，条件 i < langs.size() 不再成立，循环随之结束。

因为 langs[i] 直接代表容器里第 i 个位置上的元素本身，所以在循环体里我们不仅可以读取 langs[i]，也可以通过 langs[i] = 新值; 直接修改原容器中的数据。

在编写下标循环时，小伙伴们要注意：循环判断条件必须写小于号（<），不能写成小于等于号（<=）。如果误写成 i <= langs.size()，当 i 等于 3 时就会访问不存在的 langs[3]，导致下标越界。

使用范围 for 循环遍历（推荐）

如果我们只是想把 vector 里的元素从头到尾依次处理一遍，并不关心当前元素的下标是多少，那么使用范围 for 循环会更加简洁。它不需要我们手动维护下标 i，也不用担心写错循环边界。

1. 只读取元素

如果遍历的目的只是读取元素的值（比如打印输出或求和统计），不需要修改原容器里的数据，我们可以直接按值遍历。

语法：

for (元素类型 变量名 : 容器名) {
    // 循环体
}

说明：

每次循环时，程序都会从 vector 中按顺序取出一个元素的值，复制给冒号前面的循环变量。容器里有多少个元素，循环体就会自动执行多少次。

示例 2：计算元素总和

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> prices = {15, 25, 30};
    int total = 0;

    for (int price : prices) {
        total += price;
    }

    std::cout << "总价：" << total << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

总价：70

分析：

for (int price : prices) 会依次把 prices 里的 15、25、30 取出来赋给变量 price，并累加到 total 中，最终算出总价 70。

此外，结合 auto 关键字，我们还可以让编译器根据容器自动推导循环变量的类型。对于上面这个例子来说，下面 2 种方式是等价的。

// 方式 1
for (int price : prices) {
    total += price;
}

// 方式 2（推荐）
for (auto price : prices) {
    total += price;
}

其中，方式 2 使用 auto 自动识别元素类型。即使以后修改了 vector 的数据类型，循环头也不需要跟着改动，在实际开发中更加省心。

2. 修改原元素

如果想通过范围 for 循环直接修改 vector 中的原元素，这里有一个初学者很容易踩坑的地方。

在上面的普通写法中，循环变量每次拿到的只是容器元素的一份 “副本”，就像你拿到了原件的复印件一样。我们在循环体里修改这个变量，改掉的只是手里的复印件，原容器里的数据并不会发生变化。要想直接修改原元素，需要在循环变量的类型后面加上 & 符号。

语法：

for (元素类型& 变量名 : 容器名) {
    // 循环体
}

说明：

加上 & 之后，循环变量不再复制一份新数据，而是作为原元素的引用，直接绑定到原容器里的每一个元素本身。关于引用的更多细节，后面章节会详细介绍。这里我们先记住 “加 & 才能改原值” 即可，平时常简写为 for (auto& 变量名 : 容器名)。

示例 3：修改容器中的原元素

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> scores = {75, 80, 85};

    // 给每个成绩加 5 分
    for (auto& score : scores) {
        score += 5;
    }

    for (auto score : scores) {
        std::cout << score << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

80 85 90

分析：

从运行结果可以看出，原容器中的 75、80、85 直接改成了 80、85、90。这是因为第 1 个循环写成了 for (auto& score : scores)，score 直接对应原元素，执行 score += 5; 就会修改容器中的数据。

对于这个例子来说，如果把第 1 个循环里的 & 去掉，改成下面这样：

for (auto score : scores) {
    score += 5;
}

此时程序虽然不会报错，但每次加 5 修改的都只是临时复制出来的副本。最后打印出来的依然是原来的 75 80 85，原容器里的数据不会发生任何变化。

3. 只读较大元素（const auto&）

前面我们看到，不加 & 会把每个元素复制一份，加上 & 则可以直接操作原元素。那如果 vector 里存放的是 std::string 字符串这类占用空间较大的数据，而我们在遍历时只希望读取、不希望修改，应该怎么写呢？

这时最推荐的做法是在 auto& 前面再加上 const，写成 const auto&。

语法：

for (const auto& 变量名 : 容器名) {
    // 循环体
}

说明：

其中，& 避免了每次循环都把字符串重新复制一份，节省了运行开销。而前面的 const 起到了只读保护作用，一旦我们在循环体内不小心写了修改该变量的代码，编译器就会直接报错提醒。

示例 4：只读遍历字符串容器

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<std::string> names = {"Jack", "Lucy", "Tony"};

    for (const auto& name : names) {
        std::cout << "Hello, " << name << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

Hello, Jack
Hello, Lucy
Hello, Tony

分析：

在这个例子中，const auto& name 直接读取容器里的原字符串来打印，既省去了多余的字符串复制，又能防止我们在循环中误改原数据。

到这里，小伙伴们可以把范围 for 循环的 3 种常见写法按需求这样区分：

• 只读基本类型：写成 for (auto x : v)，适合只读访问 int、double 等简单数值。
• 修改原元素：写成 for (auto& x : v)，我们需要直接修改容器中的原数据时使用。
• 只读较大类型：写成 for (const auto& x : v)，适合只读访问 std::string 等较大数据，避免重复复制。

至于下标 for 循环和范围 for 循环应该怎么选，判断标准也很清晰。如果在循环里需要用到元素下标，或者只遍历其中一部分元素，我们就使用下标 for 循环。如果只是从头到尾依次访问所有元素，优先使用范围 for 循环即可。