C++ STL begin()和end()函数用法

在前面章节中，我们已经对 C++ STL标准库提供的所有容器做了系统的讲解。读者可能已经注意到，无论是序列式容器还是关联式容器（包括哈希容器），不仅模板类内部提供有 begin() 和 end() 成员方法，C++ STL 标准库中还提供有同名且具有相同功能的 begin() 和 end() 函数。

首先需要说明的是，begin() 和 end() 是以函数模板的形式定义的，但它们的模板并没有位于某一个头文件中，而是很多头文件中都有它们的定义。

C++ STL 标准库中，包含 begin() 和 end() 函数模板的头文件包括：<iterator>, <array>, <deque>, <forward_list>, <list>, <map>, <regex>（正则表达式的头文件）, <set>, <string>, <unordered_map>, <unordered_set> 以及 <vector>。

不仅如此，begin() 和 end() 都位于 std 命名空间中。因此，在使用这 2 个函数之前，程序中应引入容纳它们函数模板的头文件以及 std 命名空间。

在实际的使用场景中，begin() 和 end() 函数往往会一起使用的。根据作用对象的不同，begin() 和 end() 函数可细分为以下 2 个功能。

1) begin()和end()参数为容器

当将某个具体容器（比如 cont）作为参数分别传给 begin() 和 end() 函数时，其中 begin() 底层会执行 cont.begin() 语句，而 end() 底层会执行 cont.end() 语句，它们最终会将得到的迭代器作为函数的返回值反馈回来。

当作用对象为容器时，end() 和 begin() 函数的语法格式是完全一样的，这里以 begin() 函数为例，有以下 2 种格式：

//① 非 const 修改的容器作为参数，begin() 函数返回的为非 const 类型的迭代器
template <class Container>
    auto begin (Container& cont)
//② 传入 const 修饰的容器，begin() 函数返回的为 const 类型的迭代器
template <class Container>
    auto begin (const Container& cont)

其中，cont 表示指定的容器；同时，函数会返回一个有特定指向的迭代器，且此迭代器的类型也取决于 cont 容器。

以上 2 种格式的区别仅在与传入的容器是否有 const 修饰，即如果有，则通过该函数获得的迭代器也有 const 修饰（不能用于修改容器中存储的数据）；反之就没有。

举个例子：

#include <iostream>     // std::cout
#include <vector>       // std::vector, std::begin, std::end
using namespace std;
int main() {
    //创建并初始化 vector 容器
    std::vector<int> myvector{ 1,2,3,4,5 };
    //调用 begin() 和 end() 函数遍历 myvector 容器
    for (auto it = begin(myvector); it != end(myvector); ++it)
        cout << *it << ' ';
    return 0;
}

程序执行结果为：

1 2 3 4 5

程序第 8 行中，begin(myvector) 等同于执行 myvector.begin()，而 end(myvector) 也等同于执行 myvector.end()。

2) begin()和end()参数为数组

除了可以将指定容器作为参数传给 begin() 和 end() 之外，还可以指定数组作为参数传给它们。

将指定数组传给 begin() 函数，其会返回一个指向该数组首个元素的指针；将指定数组传给 end() 函数，其会返回一个指向数组中最后一个元素之后位置的指针。

同样，数组作为参数时，end() 函数的语法格式和 begin() 函数也完全一样，这里仅给出了 begin() 函数的语法格式：

template <class T, size_t N>
  T* begin (T(&arr)[N]);

其中 T 为数组中存储元素的类型，N 为数组的长度；(&arr)[N] 表示以引用的方式传递数组作为参数。

举个例子：

#include <iostream>     // std::cout
#include <vector>       // std::vector, std::begin, std::end
using namespace std;
int main() {
    //定义一个普通数组
    int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
    //创建一个空 vector 容器
    vector<int> myvector;
    //将数组中的元素添加到 myvector 容器中存储
    for (int *it = begin(arr); it != end(arr); ++it)
        myvector.push_back(*it);
    //输出 myvector 容器中存储的元素
    for (auto it = myvector.begin(); it != myvector.end(); ++it)
        cout << *it << ' ';
    return 0;
}

程序执行结果为：

1 2 3 4 5

注意程序中第 10 行，这里用整数指针 it 接收 begin(arr) 的返回值，同时该循环会一直循环到 it 指向 arr 数组中最后一个元素之后的位置。