再见，Q_FOREACH！

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原文地址：https://www.kdab.com/goodbye-q_foreach/

Q_FOREACH（有时也会被称为foreach）将在不久的将来被废除，有可能是在 Qt 5.9。从 Qt 5.7 开始，你可以使用QT_NO_FOREACH宏定义来确保代码中没有依赖Q_FOREACH。【译注：这里应该是说，在 .pro 文件中添加DEFINES += QT_NO_FOREACH定义】

你可能想知道为什么这么大惊小怪。为什么针对 Qt 使用 C++11 的范围for循环替换掉Q_FOREACH会提交一大堆 commit ？为什么要用这么多次提交和这么多个 Qt 版本来逐步移植替换Q_FOREACH？难道我们不能全局搜索，把Q_FOREACH (a, b)替换为for (a : b)就完事了？

阅读下文，你就可以找到答案。

什么是Q_FOREACH？

Q_FOREACH是 Qt 4 添加的一个宏，允许方便地遍历 Qt 容器：

Q_FOREACH(int i, container)
    doSomethingWith(i);
Q_FOREACH(const QString &s : functionReturningQStringList())
    doSomethingWith(s);

事实上，Q_FOREACH是将第二个参数拷贝到一个QForeachContainer变量，然后对其进行遍历。我之所以提到这一点，主要是两个原因：第一，你会在废除警告（可能从 Qt 5.9 开始有这个警告）的地方看到QForeachContainer这个内部的名字；第二，是的，你没有听错，这个操作拷贝了容器。

这个拷贝操作有两个影响：第一，因为存在拷贝，所以这个循环的对象本质上是一个常量，不会在遍历时发生分离，这与使用 C++98 或者 C++11 是不一样的：

for (QStringList::const_iterator it = container.begin(), end = container.end(); it != end; ++it)
    doSomethingWith(*it);
for (const auto &s : container)
    doSomethingWith((*it);

上面两个例子（显式或者隐式地）调用了begin()和end()，这会引起一个非const容器与共享数据分离，换句话说，这会导致深拷贝数据以获得一个唯一的拷贝。

这个问题众所周知，以至于有许多工具（例如 Clazy）都能检测这一情形，所以这里我们不再赘述。简单来说就是，Q_FOREACH不会导致分离。

除非它要这么做。

Q_FOREACH是方便还是魔鬼？

Q_FOREACH复制容器的第二个影响是，循环体可以随意修改原始容器。下面是利用这一点的一个非常非常糟糕的代码：

Q_FOREACH(const QString &lang, languages)
    languages += getSynonymsFor(lang);

当然，因为Q_FOREACH进行了拷贝，一旦你执行第一次遍历，languages就会从Q_FOREACH的那个拷贝中分离，但是在Q_FOREACH中使用这种代码是安全的，但是类似这样使用 C++11 的范围for循环则不然：

for (const auto &lang : languages)
    languages += getSynonymsFor(lang); // 如果 languages.size() + getSynonymsFor(lang).size() > languages.capacity()，这将是无定义行为

所以，正如我们见到的那样，Q_FOREACH对于写代码非常方便。【译注：这里的“写”代码，即代表你自己编写代码，又表示一个写操作】

如果你希望理解使用Q_FOREACH的代码，事情就有点不同了。因为你通常很难分清Q_FOREACH无条件进行的拷贝，究竟是在种种特殊情形下真的需要，还是不需要。在遍历时修改容器经常导致循环平白无故地崩溃，这在使用Q_FOREACH循环的时候更容易出现。

这让我们想到了移除Q_FOREACH。

来到没有Q_FOREACH的世界

如果你能够全局检索Q_FOREACH (a, b)并替换为for (a : b)的话，事就这么成了。但是，一般来说这都没那么容易。

现在我们知道，Q_FOREACH的循环体允许我们在遍历时修改正在遍历的容器，连一分钟都不用，我们就能想到，要识别出上面languages的那种代码并不会那么容易。对容器的修改可能距离循环体本身都要几层的函数调用。

所以，你需要问你自己的第一个问题是，

这个循环体究竟有没有（直接或者间接）修改正在遍历的容器？

如果答案是“是”，你就需要自己创建一个拷贝，然后在拷贝上进行遍历，但是，作为一个聪明的程序员，你可以写下一行注释，来告诉后人为什么需要这么一个拷贝：

const auto containerCopy = container; // 由于...，doSomethingWith() 可能要修改 container
for (const auto &e : containerCopy)
    doSomethingWith(e);

应该注意到，如果容器的修改仅限于追加元素，你可以使用索引循环来避免拷贝（以及因此造成的分离）：

for (auto end = languages.size(), i = 0; i != end; ++i) // 注意，保存 languages.size()
    languages += getSynonymsFor(languages[i]);

避免分离

如果你的容器是std::标准容器或QVarLengthArray，这么做就行了。有人说，Q_FOREACH绝对不能用在这样的容器上，因此拷贝这样的容器就会拷贝所有元素（深拷贝）。

如果你的容器是const左值或者const右值，这么做也足够了。const对象不会分离，就连 Qt 容器也不会。

如果你的容器是非const右值，需要将其保存到一个auto const变量，然后再遍历：

const auto strings = functionReturningQStringList();
for (const QString &s : strings)
    doSomethingWith(s);

最后，如果你的容器是非const左值，你有两个选择：将容器转换成const，如果不行的话，使用std::as_const()或者qAsConst()（Qt 5.7 新增，但是你自己也能简单地实现）将其转换成const：

for (const QString &s : qAsConst(container))
    doSomethingWith(s);

好了，没有分离了，没有不必须的拷贝。最好的性能以及最好的可读性。

结论

下面是为什么要从你的代码移除Q_FOREACH，使用 C++11 的范围for循环：

• Q_FOREACH很快就要被废除。
• Q_FOREACH只对（某些）Qt 容器有效；对于所有的标准容器、QVarLengthArray的性能都非常差，而且不能使用 C 数组。
• 即便那些宣称的适用范围，Q_FOREACH的每次循环也会比 C++11 范围for循环多出大约 100 字节。
• Q_FOREACH无条件拷贝容器导致它的代码难以理解。

恭祝愉快地移除！

【如果想了解更多有关 Qt 容器和 C++11 的范围for循环的内容，可以阅读这篇文章。如果需要的话，豆子会在以后将这篇也一起翻译出来。】