c++ for_each 用法

主要参考：for_each的用法，转载自蕭鴻森的blog
（找不到原文的链接）

在接触C++特性Lambda时，接触到for_each，没想到这内容还挺多的，所以，先了解for_each，再学习Lambda。
这些文章其实都是在网上参考前人的博客，有些自己整理，有些不需要修改，本意是为自己学习，以备以后查阅之用。如有侵权，联系我即可。
本文代码大部分自己写过，使用MinGW。
原文非常好，建议阅读原文。这里仅摘用重要的内容

引入

先看一段不用for_each 的代码：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;int main()
{int a[] = { 1, 2, 3, 4};vector<int> v(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for(vector<int>::iterator itor = v.begin();itor!=v.end();++itor){cout<<*itor<<endl;}
}

其中这句代码:

    for(vector<int>::iterator itor = v.begin();itor!=v.end();++itor)

略长，如果不常写，倒是很容易手生。

使用for_each代码就比较简洁。
for_each()事实上是個function template，其实质如下[effective STL item 41]

template<typename InputIterator, typename Function>
Function for_each(InputIterator beg, InputIterator end, Function f) {while(beg != end) f(*beg++);
}

由以上source可知，for_each()只能配合global function和function object。

以下将对procedure based、object oriented、generics三种paradigm与for_each()搭配做探讨。

Procedure Based与for_each()搭配

1、不传入参数

void fun(int i )
{cout<<i<<endl;
}int main()
{int a[] = { 1, 2, 3, 4};vector<int> v(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(v.begin(), v.end(), fun);
}

2、传入参数

要传入参数给global function ,需要使用 ptr_fun() 这个 function adapter 将global function 转成function object , 然后再用bind2nd() 将参数bind成一个function object。（这句话好拗口）。

void fun(int i, const char* str)
{cout<<str<<i<<endl;
}int main()
{int a[] = { 1, 2, 3, 4};vector<int> v(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(ptr_fun(fun), "Element:"));
}

bind2nd 和 ptr_fun看这里
bind1st bind2nd的使用
【STL】ptr_fun详解

Object Oriented 与for_each 搭配

1、不传入参数，使用function object

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;struct Play
{void operator () (int i){cout<<i<<endl;}
};int main()
{int a[] = { 1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), Play());
}

输出是

1
3
4
5

这里我有一点疑问， Play() 是怎么用的？
我给代码加了一点输入，查看建立和销毁对象的过程：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;struct Play
{Play(){cout<<"new a Play"<<endl;}Play(const Play&){cout<<"new a copy Play"<<endl;}void operator () (int i){cout<<i<<endl;}~Play(){cout<<"dispose a Play"<<endl;}
};int main()
{int a[] = { 1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), Play());cout<<"See something"<<endl;
}

此时输出是：

new a Play
1
3
4
5
new a copy Play
dispose a Play
dispose a Play
See something

可以看到这个过程有两个Play对象生成，但是，用于输出元素的却是第一个对象（重载（）操作符），为什么？
这时候回去看for_each的源码，就会发现，它的返回值是function，以我的猜测，应该是这样的。Play() 生成一个临时的匿名的Play对象，传入for_each 函数里，然后执行完for_each 函数后，return一个function时，Play用复制构造函数生成一个Play对象，然后两个Play对象的生命周期都结束，于是依次销毁。

2、传入参数

可以通过构造函数的技巧传入参数

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;struct Play
{const char* str;Play(const char* s):str(s) {}void operator () (int i){cout<<str<<i<<endl;}
};int main()
{int a[] = { 1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), Play("Element:"));
}

Member function 与 for_each 搭配

1、不传入参数

通过mem_fun_ref() 这个funtion adapater 将 member funtion 转成 function object。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;class Door
{
public:void open() const{cout<<"open door horizontally"<<endl;}
};class DoorController
{
protected:vector<Door> _doorVec;public:void addDoor(Door door){_doorVec.push_back(door);}void openDoor() const{for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun_ref(&Door::open));}
};int main()
{DoorController dc;dc.addDoor(Door());dc.addDoor(Door());dc.openDoor();
}

输出：

open door horizontally
open door horizontally

值得注意的是，mem_fun_ref() 用在 object 的 member function。若要搭配多态，vector必须放pointer，也就是得使用object pointer的member function，此时得使用mem_fun()将member function转成function object。

2、传入参数

要使用 bind2nd

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;class AbstractDoor
{
public:virtual void open(const char* str) const = 0; //定义纯虚函数virtual ~AbstractDoor() {}
};class HorizontalDoor: public AbstractDoor
{public:void open(const char* str) const{cout<<str<<"open door horizontally"<<endl;}
};class VerticalDoor: public AbstractDoor
{public:void open(const char* str) const{cout<<str<<"open door vertically"<<endl;}};class DoorController
{
protected:vector<AbstractDoor*> _doorVec;public:void addDoor(AbstractDoor* door){_doorVec.push_back(door);}void openDoor() const{for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), bind2nd(mem_fun(&AbstractDoor::open), "Jhon "));}~DoorController() {for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), [](AbstractDoor* p){delete p;p = nullptr;});}
};int main()
{DoorController dc;dc.addDoor(new HorizontalDoor());dc.addDoor(new VerticalDoor());dc.openDoor();
}

这里用到了Lambda，我会另讲
上面用到mem_fun_ref 和 mem_fun ，我不是很明白，参考：
STL中mem_fun和mem_fun_ref的用法

引用一句很重要的用法：

mem_fun_ref的作用和用法跟mem_fun一样，唯一的不同就是：当容器中存放的是对象实体的时候用mem_fun_ref，当容器中存放的是对象的指针的时候用mem_fun。

Generics与for_each()搭配

1. Funtion template

1.1 不传入参数

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;template<typename T>
void play(T elem)
{cout<<elem<<endl;
}int main()
{int a[] = {1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), play<int>);
}

1.2 传入参数

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<typeinfo>
using namespace std;template<typename T, char str>
void play(T elem)
{cout<<str<<elem<<endl;
}int main()
{int a[] = {1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), play<int, 'a'>);
}

这里无法传入字串或者别的指针的类型。

2. class template

2.1不传入参数

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;template<typename T>
class Play/*:public unary_function<T, void>*/ //我不懂为什么原文需要这个？
{public:void operator() (T elem){cout<<elem<<endl;}
};
int main()
{int a[] = {1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), Play<int>());
}

2.2 传入参数

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;template<typename T, typename V>
class Play/*:public unary_function<T, void>*/ //我不懂为什么原文需要这个？
{V _str;public:Play(V str):_str(str) {}void operator() (T elem){cout<<_str<<elem<<endl;}
};
int main()
{int a[] = {1, 3, 4, 5};vector<int> vc(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));for_each(vc.begin(), vc.end(), Play<int, const char*>("Element "));
}

END

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2、传入参数

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1、不传入参数

2、传入参数

Generics与for_each()搭配

1. Funtion template

2. class template

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