【C++ STL】遍历算法

遍历算法

遍历算法的核心目的：按规则访问容器中的每个 / 部分元素，并执行指定操作； 核心头文件：#include <algorithm> 迭代器区间：统一遵循「左闭右开」原则（[first, last)），即包含 first，不包含 last。

for_each最常用的遍历算法

• 函数原型：for_each(开始迭代器，结束迭代器，一元可调用对象（函数指针/Lambda/仿函数，参数为单个元素）)；返回值为传入的可调用对象。
• 功能：遍历[first, last) 区间内的每一个元素，对每个元素执行自定义操作（无返回值，仅执行「动作」），是 STL 最基础、最灵活的遍历算法。

函数使用

• 普通函数作为操作

#include <vector>
#include <algorithm>
// 普通函数
void printInt(int val)
{
	cout << val << " ";
}

int main()
{
	vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };

	// 普通函数，打印遍历出来的元素
	for_each(v.begin(), v.end(), printInt);
	// 输出结果5 10 15 20 25

	return EXIT_SUCCESS;
};

如果在遍历时需要修改元素，则可以传入元素的引用：

// 普通函数
void printInt(int val)
{
	cout << val << " ";
}

// 普通函数,参数为引用类型
void addTen(int& val)
{
	val += 10;
}

int main()
{
	vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };

	// 遍历并修改元素
	for_each(v.begin(), v.end(), addTen);

	// 普通函数，打印遍历出来的元素
	for_each(v.begin(), v.end(), printInt);
	// 输出结果15 20 25 30 35

	return EXIT_SUCCESS;
};

• 仿函数作为操作

// 仿函数
struct PrintInt {
	// 重载()运算符
	void operator()(int val) const
	{
		cout << val << " " << endl;
	}
};

int main()
{
	vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };

	// 仿函数，打印遍历出来的元素
	for_each(v.begin(), v.end(), PrintInt());
	// 输出结果5 10 15 20 25

	return EXIT_SUCCESS;
};

• lambda表达式作为操作

int main()
{
	vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };

	// lambda表达式，遍历并修改元素
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int& val) {
		val *= 2;
		});

	// lambda表达式，打印遍历出来的元素
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {
		cout << val << " ";
		});
	// 输出结果10 20 30 40 50
	cout << endl;

	return EXIT_SUCCESS;
};

注意点

修改元素必须用引用：Lambda / 函数参数需写 int&（而非 int），否则仅操作元素副本，原容器无变化； 自定义类型用 const&：遍历自定义类型时，参数用 const Person& 避免不必要的拷贝，提升效率； 不支持提前终止：for_each 会强制遍历完整个区间，无法像普通 for 循环那样用 break 退出； 并行遍历：C++17 后可加执行策略（如 std::execution::par）实现多线程并行遍历，适合大数据量场景。

进阶遍历算法

for_each_n(c++ 17新增)

仅遍历区间的前 n 个元素（解决 for_each 必须遍历全部的问题）。

vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };

// 仅遍历前3个元素
for_each_n(v.begin(), 3, [](int val) {
	cout << val << " ";
	});
// 输出结果5 10 15
cout << endl;

transform（遍历 + 变换）

遍历原区间，对每个元素执行变换操作，并将结果存入新区间（或原区间），是「遍历 + 输出」的组合算法。

核心区别 vs for_each

• for_each：侧重「执行操作」（如打印、修改原元素），无返回值；
• transform：侧重「生成新值」（如元素 ×2 后存入新容器），必须指定输出迭代器。

vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };
vector<int> v1(v.size());

transform(v.begin(), v.end(), v1.begin(), [](int val) {
	return val * 2;
	});

for_each(v1.begin(), v1.end(), [](int val) {cout << val << ","; });
// 输出结果10,20,30,40,50

return EXIT_SUCCESS;

遍历+条件判断

遍历区间，判断元素是否满足指定条件（返回 bool），属于「遍历 + 判断」的简化算法。 all_of所有元素都满足条件 → true any_of至少一个元素满足条件 → true none_of没有元素满足条件 → true

vector<int> v = { 5, 10, 15, 20, 25 };
	
// 所有元素都大于5，输出结果0
bool ret = all_of(v.begin(), v.end(), [](int val) {return val > 5; });
cout << ret << endl;

// 至少一个元素大于5，输出结果1
ret = any_of(v.begin(), v.end(), [](int val) {return val > 5; });
cout << ret << endl;

// 没有1个元素大于5，输出结果0
ret = none_of(v.begin(), v.end(), [](int val) {return val > 5; });
cout << ret << endl;