C++ for_each + 函數指針/仿函數遍歷容器：參數類型解析、引用傳遞、Lambda 現代替代方案

代碼場景

void print(int& a) { cout << a; }
vector v = {1,2,3};
for_each(v.begin(), v.end(), print); // print 作為一元操作傳遞

參數 `int& a` 含義深度解析

1. 一元可調用對象要求：`for_each` 要求第三個參數接受**單個參數** (容器元素類型或可轉換類型)。
2. 元素類型推導：`vector` 迭代器解引用類型為 `int&` (左值引用)。
3. 引用參數匹配：`void print(int& a)` 完美綁定 `int&`，**避免拷貝**，且允許在函數內**修改元素值** (如 `a *= 2`)。
4. 若改為 `int a` (值傳遞)：會拷貝元素，**無法修改原容器數據**，大對象有性能開銷。
5. 若改為 `const int& a`：只讀訪問，安全、通用 (接受臨時對象)、推薦用於只讀操作。

for_each 執行流程

// 簡化版 for_each 實現
template 
UnaryFunction for_each(InputIt first, InputIt last, UnaryFunction f) {
    for (; first != last; ++first) {
        f(*first); // 關鍵：解引用迭代器得到元素 (int&)，傳遞給 f
    }
    return f;
}

現代 C++ 替代方案 (C++11/14/17/20)

1. Lambda 表達式 (最推薦、就地可讀)

// 只讀
for_each(v.begin(), v.end(), [](const int& x) { cout << x << ' '; });

// 修改元素
for_each(v.begin(), v.end(), [](int& x) { x *= 2; });

// C++20 範圍版
for_each(views::all(v), [](int& x) { x *= 2; });

2. 範圍-based for 循環 (最簡潔、性能相同)

// 只讀
for (const int& x : v) cout << x << ' ';

// 修改
for (int& x : v) x *= 2;

3. 算法 + Lambda 組合 (函數式風格)

// 查找第一個偶數
auto it = find_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; });

// 統計大於 5 的個數
int cnt = count_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x > 5; });

函數指針 vs 仿函數 vs Lambda 對比

總結

`for_each(v.begin(), v.end(), print)` 中 `print(int& a)` 的引用參數**精確匹配容器元素左值引用**，實現**零拷貝訪問**並**支持修改元素**。現代 C++ 推薦使用 **Lambda** 或 **範圍-based for**，代碼更緊湊、優化更激進、捕獲上下文更靈活。