D 中的 for 和 foreach 语句答案

【问题标题】：for and foreach statements in DD 中的 for 和 foreach 语句
【发布时间】：2011-04-12 03:37:59
【问题描述】：

除了句法上的差异之外，两者本质上是相同的吗？它们都是用核心语言实现的吗？还是foreach 是标准库的一部分？就性能而言，如果我选择一个而不是另一个会有什么不同吗？

【问题讨论】：

标签： d

【解决方案1】：

如果可能，您应该始终使用foreach。

foreach 迭代几乎任何东西（甚至是元数据，如编译时数据类型）； for不能。
```
foreach (Type; TypeTuple!(int, long, short)) { pragma(msg, Type); }
```
但你不能用 for 循环来做到这一点。

foreach 可用于在编译时执行操作（上述扩展）；例如，如果你有一段重复 10 次的代码，你可以说：

template Iota(size_t a, size_t b) //All integers in the range [a, b)
{
    static if (a < b) { alias TypeTuple!(a, Iota!(a + 1, b)) Iota; }
    else { alias TypeTuple!() Iota; }
}

foreach (i; Iota!(0, 10)) { int[i] arr; } //Not possible with 'for'

这将在编译时发生，i 被视为常量。（这通常不适用于for。）

foreach 可以用opApply 和范围结构重载，但for 不能。这在迭代树结构（如文件系统中的所有文件夹）时非常方便，因为它实际上允许您使用完全基于堆栈的内存，而不是在堆（因为你可以使用递归）。
foreach 在大多数情况下是首选，因为它可以避免您显式键入数据，这对于防止一些错误很有用。例如，
```
for (int i = 0; i < n; i++) { arr[i]++; }
```
如果n 大于 2^32 - 1 则很危险，但是
```
foreach (i; 0 .. n) { arr[i]++; }
```
不是，因为编译器会自动选择正确的迭代类型。这也提高了可读性。

【讨论】：

你知道foreach对于不是范围的数组是如何降低的吗？如何显式访问数组迭代器？很抱歉在评论中提问。我想，这和这个OP有关。
嗯，我开始阅读 Ali Çehreli 书中关于范围的章节，他指出可以通过减少切片长度来完成对数组的迭代，我注意到切片固定大小array 将其转换为与范围兼容的迭代器。使用array[0..$] 是在固定大小的数组上获得范围兼容的“迭代器”的最简单方法（但要注意不要从中删除元素，这会导致 GC 分配的副本破坏切片和数组之间的元素共享)。

【解决方案2】：

foreach 和for 的主要区别在于更高级别 foreach-loop 的抽象。 foreach-loop 通常会降低到一些 for-loop 由编译器生成。这有（至少）四个优点：

可读性：foreach (a; someArray) doSomething(a); 本质上更比for (size_t i = 0; i < someArray.length; i++) doSomething(someArray[i]); 可读。如果someArray 的类型不是一个简单的数组，这一点就更清楚了。
灵活性：如果在某个时间点，您决定 someArray 必须从某个数组更改为范围或对象（例如，实现并行循环），foreach 保持不变，而 for-loop 必须更改为使用 empty、front 和 popFront （在范围的情况下）或opApply 或在类或结构。
特殊功能，例如迭代类型元组，解码 UTF-8 和 UTF-16 字符串。
性能：foreach-loop 让编译器决定如何优化根据类型实现循环（遍历数组、范围、一个字符串，一个对象...）和可能的其他信息（例如类型）。这允许有效实现所有类型和其他编译器无需过多担心实现的优化细节。实际上，foreach 的性能相对于手工编码的for 是混合的。 foreach(dchar c; someString) {...}（即 UTF-8 的解码循环时的字符串）非常快。但是foreach(a; someObject) {...}，在哪里 someObject 实现 opApply，速度有点慢（因为循环体是包装到一个委托中，opApply 通常在一个循环中调用这个委托，这产生一些开销）。像往常一样，这在 99.99% 的情况下对您的代码无关紧要这些案例，因为foreach 总是会产生（至少）体面的实现。

主要缺点（除了，偶尔，速度）是有些东西不能用foreach 完成，即被循环的事物的许多突变（例如，在循环体内调整数组的大小）。

【讨论】：