C++ | for的多种使用方法

1. 传统 for 循环:经典永不过时

语法:
for (初始化; 条件; 递增/递减) {
    // 循环体
}

示例:遍历数组
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    std::cout << arr[i] << " ";
}
// 输出:1 2 3 4 5

适用场景

  • 需要明确控制循环次数或索引时

  • 需要反向遍历(如 i--

  • 处理多维数组或嵌套循环


2. 范围 for 循环(C++11 起):简洁优雅的遍历

语法:
for (元素类型 变量名 : 容器) {
    // 循环体
}

示例:遍历容器
std::vector<int> vec = {10, 20, 30};
for (int num : vec) {
    std::cout << num << " ";
}
// 输出:10 20 30

优势

  • 无需手动管理索引或迭代器

  • 避免越界错误,代码更安全

注意

  • 若需修改元素,需使用引用 auto&

    for (auto& num : vec) {
        num *= 2; // 修改容器内的值
    }


3. 基于迭代器的 for 循环:灵活处理复杂容器

语法:
for (auto it = 容器.begin(); it != 容器.end(); ++it) {
    // 通过 *it 访问元素
}

示例:遍历 std::map
std::map<std::string, int> scores = {{"Alice", 90}, {"Bob", 85}};
for (auto it = scores.begin(); it != scores.end(); ++it) {
    std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
}
// 输出:Alice: 90 \n Bob: 85

适用场景

  • 需要删除或插入元素时(结合 erase/insert

  • 处理关联容器(如 mapset


4. 无限 for 循环:灵活控制退出时机

语法:
for (;;) {
    // 循环体 + break 条件
}

示例:读取输入直到满足条件
std::string input;
for (;;) {
    std::cout << "输入 'exit' 退出: ";
    std::cin >> input;
    if (input == "exit") break;
}

5. 结合 std::for_each 算法:函数式编程风格

语法:
#include <algorithm>
std::for_each(容器.begin(), 容器.end(), 可调用对象);

示例:使用 Lambda 表达式
std::vector<int> nums = {1, 2, 3};
std::for_each(nums.begin(), nums.end(), [](int n) {
    std::cout << n * n << " ";
});
// 输出:1 4 9

优势

  • 可与 STL 算法结合,实现链式处理

  • 支持并行执行(C++17 起)


6. 结构化绑定 + 范围 for(C++17 起):解包复杂元素

语法:
for (auto& [key, value] : 容器) { ... }

示例:遍历 std::map
std::map<std::string, int> scores = {{"Alice", 90}, {"Bob", 85}};
for (const auto& [name, score] : scores) {
    std::cout << name << ": " << score << std::endl;
}
// 输出同上迭代器示例,但代码更简洁

### Java 实现 LeetCode 第 3 题:无重复字符的最长子串 以下是基于滑动窗口算法的 Java 解决方案,该方法通过维护一个动态窗口来高效解决问题。此解法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(min(m, n)),其中 m 是字符串中不同字符的数量。 #### 滑动窗口原理 滑动窗口的核心思想是利用两个指针 `left` 和 `right` 来表示当前正在考察的子串范围。当发现有重复字符时,移动左边界直到不再存在重复字符为止[^1]。 ```java public class Solution { public int lengthOfLongestSubstring(String s) { if (s == null || s.length() == 0) return 0; int maxLength = 0; int left = 0; // 左边界初始位置 Map<Character, Integer> charIndexMap = new HashMap<>(); for (int right = 0; right < s.length(); right++) { // 右边界逐步扩展 char currentChar = s.charAt(right); if (charIndexMap.containsKey(currentChar) && charIndexMap.get(currentChar) >= left) { // 如果当前字符已经存在于哈希表中,则更新左边界到上一次出现的位置之后 left = charIndexMap.get(currentChar) + 1; } charIndexMap.put(currentChar, right); // 更新或记录当前字符及其索引 maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1); // 计算最大长度 } return maxLength; } } ``` 上述代码实现了以下逻辑: - 使用 `HashMap` 存储每个字符最近一次出现的索引。 - 当遇到重复字符时,调整左边界至之前重复字符的下一个位置。 - 动态计算并保存最大的无重复子串长度[^2]。 #### 测试案例 为了验证程序的有效性,可以运行如下测试: ```java public static void main(String[] args) { Solution sol = new Solution(); System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("abcabcbb")); // 输出: 3 ["abc"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("bbbbb")); // 输出: 1 ["b"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("pwwkew")); // 输出: 3 ["wke"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("")); // 输出: 0 [] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("au")); // 输出: 2 ["au"] } ``` 这些测试涵盖了多种情况,包括空字符串、全相同字符以及正常输入场景下的表现[^3]。 #### 复杂度分析 时间复杂度:O(n),因为每个字符最多被访问两次——一次由右指针遍历,另一次可能因左指针移动而重新评估。 空间复杂度:O(min(m, n)),取决于字符串中的唯一字符数量与总长度之间的较小者[^4]。 ---
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