c - C 是否有“foreach”循环结构？

Question

几乎所有语言都有foreach循环或类似的东西。C有吗？你可以发布一些示例代码吗？

Answer 1

C 没有 foreach，但经常使用宏来模拟：

#define for_each_item(item, list) \
    for(T * item = list->head; item != NULL; item = item->next)

并且可以像这样使用

for_each_item(i, processes) {
    i->wakeup();
}

也可以对数组进行迭代：

#define foreach(item, array) \
    for(int keep = 1, \
            count = 0,\
            size = sizeof (array) / sizeof *(array); \
        keep && count != size; \
        keep = !keep, count++) \
      for(item = (array) + count; keep; keep = !keep)

并且可以像这样使用

int values[] = { 1, 2, 3 };
foreach(int *v, values) {
    printf("value: %d\n", *v);
}

编辑：如果您也对 C++ 解决方案感兴趣，C++ 有一个原生的 for-each 语法，称为“基于范围的 for”

Answer 2

这是 C99 中 for-each 宏的完整程序示例：

#include <stdio.h>

typedef struct list_node list_node;
struct list_node {
    list_node *next;
    void *data;
};

#define FOR_EACH(item, list) \
    for (list_node *(item) = (list); (item); (item) = (item)->next)

int
main(int argc, char *argv[])
{
    list_node list[] = {
        { .next = &list[1], .data = "test 1" },
        { .next = &list[2], .data = "test 2" },
        { .next = NULL,     .data = "test 3" }
    };

    FOR_EACH(item, list)
        puts((char *) item->data);

    return 0;
}

Answer 3

您可能已经知道，C 中没有“foreach”风格的循环。

虽然这里已经提供了很多很棒的宏来解决这个问题，但也许你会发现这个宏很有用：

// "length" is the length of the array.   
#define each(item, array, length) \
(typeof(*(array)) *p = (array), (item) = *p; p < &((array)[length]); p++, (item) = *p)

...可以与for（如for each (...)）一起使用。

这种方法的优点：

• item在 for 语句中声明并递增（就像在 Python 中一样！）。
• 似乎适用于任何一维数组
• 在宏 ( p, item) 中创建的所有变量在循环范围之外都是不可见的（因为它们是在 for 循环头中声明的）。

缺点：

• 不适用于多维数组
• 依赖typeof()，它是 GNU 扩展，不是标准 C 的一部分
• 由于它在 for 循环头中声明了变量，因此它只适用于 C11 或更高版本。

只是为了节省您一些时间，以下是测试它的方法：

typedef struct {
    double x;
    double y;
} Point;

int main(void) {
    double some_nums[] = {4.2, 4.32, -9.9, 7.0};
    for each (element, some_nums, 4)
        printf("element = %lf\n", element);

    int numbers[] = {4, 2, 99, -3, 54};
    // Just demonstrating it can be used like a normal for loop
    for each (number, numbers, 5) { 
        printf("number = %d\n", number);
        if (number % 2 == 0)
                printf("%d is even.\n", number);
    }

    char* dictionary[] = {"Hello", "World"};
    for each (word, dictionary, 2)
        printf("word = '%s'\n", word);

    Point points[] = {{3.4, 4.2}, {9.9, 6.7}, {-9.8, 7.0}};
    for each (point, points, 3)
        printf("point = (%lf, %lf)\n", point.x, point.y);

    /* Neither p, element, number or word are visible outside the scope of
    their respective for loops. Try to see if these printfs work (they shouldn't): */
    //printf("*p = %s", *p);
    //printf("word = %s", word);

    return 0;
}

默认情况下似乎适用于 gcc 和 clang；没有测试过其他编译器。

Answer 4

C中没有foreach。

您可以使用 for 循环遍历数据，但需要知道长度或数据需要以已知值终止（例如 null）。

char* nullTerm;
nullTerm = "Loop through my characters";

for(;nullTerm != NULL;nullTerm++)
{
    //nullTerm will now point to the next character.
}

Answer 5

虽然 C 没有 for each 构造，但它总是有一个惯用的表示数组末尾的一个(&arr)[1]。这允许您为每个循环编写一个简单的惯用语，如下所示：

int arr[] = {1,2,3,4,5};
for(int *a = arr; a < (&arr)[1]; ++a)
    printf("%d\n", *a);

Answer 6

这是一个相当古老的问题，但我虽然应该发布这个。它是 GNU C99 的 foreach 循环。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

#define FOREACH_COMP(INDEX, ARRAY, ARRAY_TYPE, SIZE) \
  __extension__ \
  ({ \
    bool ret = 0; \
    if (__builtin_types_compatible_p (const char*, ARRAY_TYPE)) \
      ret = INDEX < strlen ((const char*)ARRAY); \
    else \
      ret = INDEX < SIZE; \
    ret; \
  })

#define FOREACH_ELEM(INDEX, ARRAY, TYPE) \
  __extension__ \
  ({ \
    TYPE *tmp_array_ = ARRAY; \
    &tmp_array_[INDEX]; \
  })

#define FOREACH(VAR, ARRAY) \
for (void *array_ = (void*)(ARRAY); array_; array_ = 0) \
for (size_t i_ = 0; i_ && array_ && FOREACH_COMP (i_, array_, \
                                    __typeof__ (ARRAY), \
                                    sizeof (ARRAY) / sizeof ((ARRAY)[0])); \
                                    i_++) \
for (bool b_ = 1; b_; (b_) ? array_ = 0 : 0, b_ = 0) \
for (VAR = FOREACH_ELEM (i_, array_, __typeof__ ((ARRAY)[0])); b_; b_ = 0)

/* example's */
int
main (int argc, char **argv)
{
  int array[10];
  /* initialize the array */
  int i = 0;
  FOREACH (int *x, array)
    {
      *x = i;
      ++i;
    }

  char *str = "hello, world!";
  FOREACH (char *c, str)
    printf ("%c\n", *c);

  return EXIT_SUCCESS;
}

这段代码已经过测试，可以在 GNU/Linux 上与 gcc、icc 和 clang 一起使用。

Answer 7

这是我在使用 C 时使用的内容。您不能在同一范围内两次使用相同的项目名称，但这并不是真正的问题，因为并非所有人都能使用好的新编译器:(

#define FOREACH(type, item, array, size) \
    size_t X(keep), X(i); \
    type item; \
    for (X(keep) = 1, X(i) = 0 ; X(i) < (size); X(keep) = !X(keep), X(i)++) \
        for (item = (array)[X(i)]; X(keep); X(keep) = 0)

#define _foreach(item, array) FOREACH(__typeof__(array[0]), item, array, length(array))
#define foreach(item_in_array) _foreach(item_in_array)

#define in ,
#define length(array) (sizeof(array) / sizeof((array)[0]))
#define CAT(a, b) CAT_HELPER(a, b) /* Concatenate two symbols for macros! */
#define CAT_HELPER(a, b) a ## b
#define X(name) CAT(__##name, __LINE__) /* unique variable */

用法：

int ints[] = {1, 2, 0, 3, 4};
foreach (i in ints) printf("%i", i);
/* can't use the same name in this scope anymore! */
foreach (x in ints) printf("%i", x);

编辑：这是FOREACH使用 c99 语法避免命名空间污染的替代方法：

#define FOREACH(type, item, array, size) \
    for (size_t X(keep) = 1, X(i) = 0; X(i) < (size); X(keep) = 1, X(i)++) \
    for (type item = (array)[X(i)]; X(keep); X(keep) = 0)

Answer 8

C 有 'for' 和 'while' 关键字。如果像 C# 这样的语言中的 foreach 语句看起来像这样......

foreach (Element element in collection)
{
}

...那么在 C 中这个 foreach 语句的等价物可能是这样的：

for (
    Element* element = GetFirstElement(&collection);
    element != 0;
    element = GetNextElement(&collection, element)
    )
{
    //TODO: do something with this element instance ...
}

Answer 9

当您使用“break”或“continue”时， Eric 的回答不起作用。

这可以通过重写第一行来解决：

原始行（重新格式化）：

for (unsigned i = 0, __a = 1; i < B.size(); i++, __a = 1)

固定的：

for (unsigned i = 0, __a = 1; __a && i < B.size(); i++, __a = 1)

如果你将它与 Johannes 的循环进行比较，你会发现他实际上也在做同样的事情，只是更复杂和更丑陋一些。

Answer 10

这是一个简单的单 for 循环：

#define FOREACH(type, array, size) do { \
        type it = array[0]; \
        for(int i = 0; i < size; i++, it = array[i])
#define ENDFOR  } while(0);

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

FOREACH(int, array, 5)
{
    printf("element: %d. index: %d\n", it, i);
}
ENDFOR

让您可以在需要时访问索引 ( i) 和我们正在迭代的当前项目 ( it)。请注意，嵌套循环时可能会遇到命名问题，您可以将项目和索引名称作为宏的参数。

编辑：这是接受的答案的修改版本foreach。让您指定start索引，size以便它适用于衰减的数组（指针），不需要int*并更改count != size为i < size以防万一用户不小心将“i”修改为大于size并陷入无限循环。

#define FOREACH(item, array, start, size)\
    for(int i = start, keep = 1;\
        keep && i < size;\
        keep = !keep, i++)\
    for (item = array[i]; keep; keep = !keep)

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
FOREACH(int x, array, 2, 5)
    printf("index: %d. element: %d\n", i, x);

输出：

index: 2. element: 3
index: 3. element: 4
index: 4. element: 5

Answer 11

如果您打算使用函数指针

#define lambda(return_type, function_body)\
    ({ return_type __fn__ function_body __fn__; })

#define array_len(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))

#define foreachnf(type, item, arr, arr_length, func) {\
    void (*action)(type item) = func;\
    for (int i = 0; i<arr_length; i++) action(arr[i]);\
}

#define foreachf(type, item, arr, func)\
    foreachnf(type, item, arr, array_len(arr), func)

#define foreachn(type, item, arr, arr_length, body)\
    foreachnf(type, item, arr, arr_length, lambda(void, (type item) body))

#define foreach(type, item, arr, body)\
    foreachn(type, item, arr, array_len(arr), body)

用法：

int ints[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach(int, i, ints, {
    printf("%d\n", i);
});

char* strs[] = { "hi!", "hello!!", "hello world", "just", "testing" };
foreach(char*, s, strs, {
    printf("%s\n", s);
});

char** strsp = malloc(sizeof(char*)*2);
strsp[0] = "abcd";
strsp[1] = "efgh";
foreachn(char*, s, strsp, 2, {
    printf("%s\n", s);
});

void (*myfun)(int i) = somefunc;
foreachf(int, i, ints, myfun);

但我认为这仅适用于 gcc（不确定）。

Answer 12

C 没有for-each. 将数组解析为点时，接收器不知道数组有多长，因此无法判断何时到达数组的末尾。请记住，在 Cint*中是指向包含 int 的内存地址的点。没有包含有关按顺序放置多少整数的信息的标头对象。因此，程序员需要跟踪这一点。

然而，对于列表，很容易实现类似于for-each循环的东西。

for(Node* node = head; node; node = node.next) {
   /* do your magic here */
}

要为数组实现类似的功能，您可以执行以下两项操作之一。

1. 使用第一个元素来存储数组的长度。
2. 将数组包装在一个结构中，该结构包含长度和指向数组的指针。

以下是此类结构的示例：

typedef struct job_t {
   int count;
   int* arr;
} arr_t;