本文深入解析STL中for_each和transform算法的核心用法，通过实际代码示例展示两种算法的差异场景，帮助开发者掌握STL算法的精髓。

在C++标准模板库（STL）的兵器谱中，for_each和transform就像一对性格迥异的孪生兄弟——它们都能遍历容器元素，却在行为方式上有着本质区别。理解这两种算法的特性，往往是一个C++开发者从入门走向精通的标志性事件。

一、for_each：温柔的观察者

for_each算法的核心思想是"访问而不修改"，它像博物馆的解说员，带领我们参观每个展品却不改变展品本身。其函数原型简洁明了：

cpp template<class InputIt, class UnaryFunction> UnaryFunction for_each(InputIt first, InputIt last, UnaryFunction f);

典型应用场景

1. 日志输出：遍历容器输出元素信息
   cpp vector<int> prices = {99, 199, 299}; for_each(prices.begin(), prices.end(), [](int x) { cout << "价格：" << x << "元" << endl; });

2. 状态收集：通过引用捕获修改外部状态
   cpp int total = 0; for_each(prices.begin(), prices.end(), [&total](int x) { total += x; }); cout << "总价：" << total << endl;

值得注意的是，虽然技术上可以通过引用修改元素，但这违背了for_each的设计初衷。就像我们可以用螺丝刀撬锁，但这显然不是它的本职用途。

二、transform：高效的生产者

transform算法则是STL中的"变形金刚"，它专门负责元素的转换与生成。其标准形式有两种变体：

cpp
// 一元操作版本
template
OutputIt transform(InputIt first1, InputIt last1, OutputIt dfirst, UnaryOperation unaryop);

// 二元操作版本
template
OutputIt transform(InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2,
OutputIt dfirst, BinaryOperation binaryop);

实战案例

1. 数据标准化处理（一元操作）
   cpp vector<double> temps = {36.5, 37.2, 38.1}; vector<double> adjusted; transform(temps.begin(), temps.end(), back_inserter(adjusted), [](double t) { return t - 0.5; }); // 校准温度计误差

2. 向量点积计算（二元操作）
   cpp vector<int> v1 = {1, 2, 3}; vector<int> v2 = {4, 5, 6}; vector<int> products; transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), back_inserter(products), multiplies<int>());

三、核心差异对比

| 特性 | for_each | transform |
|-------------|-----------------------|-----------------------|
| 返回值 | 返回函数对象 | 返回输出迭代器 |
| 修改方式 | 需显式使用引用捕获 | 直接生成新元素 |
| 性能特点 | 无额外内存分配 | 可能涉及容器扩容 |
| 典型用途 | 副作用操作 | 数据转换 |

四、进阶技巧

1. 组合函数对象：将多个操作串联
   cpp struct Format { void operator()(int& x) const { x = x < 0 ? 0 : x; cout << "处理后的值：" << x << endl; } }; for_each(prices.begin(), prices.end(), Format());

2. 并行化处理（C++17起）cpp

include

transform(execution::par, v1.begin(), v1.end(), v2.begin(),
results.begin(), [](auto a, auto b) { return a * b; });

1. 配合bind实现参数绑定
   cpp using namespace std::placeholders; transform(strs.begin(), strs.end(), nums.begin(), bind(plus<string>(), _1, to_string(_2)));

五、避坑指南

1. 迭代器失效问题：在transform过程中修改源容器可能导致未定义行为
2. 类型推导陷阱：lambda返回类型需要与目标容器元素类型匹配
3. 性能悬崖：频繁的back_inserter调用可能引发多次内存重分配

cpp // 错误示例：迭代器失效 vector<int> data = {1, 2, 3}; transform(data.begin(), data.end(), data.begin(), [&data](int x) { data.push_back(x); return x; }); // 灾难！

掌握这两种算法的本质区别，就像学会了用不同的工具处理不同材质的雕刻——for_each是细腻的刻刀，适合精修；transform则是高效的模具，适合批量成型。在实际开发中，根据场景需求选择合适的算法，往往能让代码既简洁又高效。