C++ 容器遍歷完整指南：for_each、仿函式、Lambda 與範圍 for 跨語言對比

容器遍歷是日常開發高頻操作。C++ 提供 for_each 算法、仿函式、Lambda 運算式、範圍 for（C++11）多種方式。本文系統對比 Java Iterator、C# foreach、C++ 三代遍歷演進，深度解析 for_each + 仿函式/Lambda 實戰模式、範圍 for 優勢、平行算法整合，建立現代遍歷最佳實踐。

跨語言遍歷對比

C++ 三代遍歷演進

第一代：for_each + 仿函式

template <class T>
class AddValue {
    T theValue;
public:
    AddValue(const T& v) : theValue(v) {}
    void operator()(T& elem) const { elem += theValue; }
};

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
for_each(v.begin(), v.end(), AddValue<int>(10));  // 每元素 +10

缺點：需定義類別、重載 operator()、樣板參數冗長。

第二代：for_each + Lambda (C++11)

int total = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), [&total](int x) { total += x; });

// 無捕獲
for_each(v.begin(), v.end(), [](int x) { cout << x << ' '; });

// 混合捕獲
bool display = true;
for_each(v.begin(), v.end(), [&total, display](int x) {
    total += x;
    if (display) cout << x << endl;
});

優勢：就地定義、捕獲區域變數、無類別開銷。

第三代：範圍 for (C++11)

for (auto& x : v) x += 10;           // 修改元素
for (const auto& x : v) cout << x;   // 唯讀
for (auto x : v) { ... }             // 複本（避免修改原容器）

優勢：語法最簡潔、編譯器展開為迭代器版本、支援陣列/初始化列表/自定義類型（需 begin/end）。

平行遍歷 (C++17)

#include 
#include 

for_each(execution::par, v.begin(), v.end(), 
         [](int& x) { x *= 2; });  // 平行執行，需線程安全操作

// 或使用 transform_reduce 等平行算法

現代最佳實踐選擇指南

總結

從仿函式到 Lambda 再到範圍 for，C++ 遍歷演進體現「宣告式、零開銷、型別安全」核心哲學。現代專案：90% 場景用範圍 for，10% 複雜捕獲用 for_each+Lambda，計算密集用平行算法。C++20 Ranges 進一步統一管線語法，值得持續關注。

1. 上一篇文章： C++ #include 機制完整解析：預處理、編譯單元、一次定義規則與標頭檔設計
2. 下一篇文章： C++ 指派運算子完整實作指南：Copy-and-Swap 慣用語、自我指派檢查與強烈異常安全

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