解释一下C++11中的范围for循环（range-based for loop）及其用法。

八股文_C++11新特性 0 16

C++11中的范围for循环（range-based for loop）提供了一种简洁、直观的方式来遍历容器（如数组、std::vector、std::list等）中的元素，避免了传统for循环中需要显式使用迭代器或索引的麻烦。

for (declaration : container) {
    // 使用元素
}

declaration：声明一个变量来代表容器中的每个元素。可以是值（type var），也可以是引用（type& var），甚至是常量引用（const type& var）。
container：是要遍历的容器，支持数组、std::vector、std::list等。

std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};

// 遍历容器，使用元素的副本
for (auto val : vec) {
    std::cout << val << " ";
}
// 输出: 1 2 3 4 5

值传递与引用：
- 默认情况下，范围for循环中的元素会被按值传递。这意味着容器中的元素会被复制一遍，如果元素类型是较大的结构或类对象，可能会带来性能上的开销。
  例如：
```
std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto val : vec) {
 val += 1;  // 不会修改原容器
}
```
  C++

适用于所有标准容器：
- 范围for循环不仅适用于数组，也适用于STL容器（如std::vector、std::list、std::map、std::unordered_map等），并且语法一致，使得代码更加简洁。
  例如，遍历std::map：
```
std::map my_map = {{1, "One"}, {2, "Two"}, {3, "Three"}};
for (const auto& pair : my_map) {
 std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
```
  C++
与C风格数组结合使用：
- 范围for循环也可以与C风格的数组结合使用。只要数组的类型可以被推导出来，就可以使用范围for循环。
  例如：
```
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto val : arr) {
 std::cout << val << " ";  // 输出: 1 2 3 4 5
}
```
  C++
适用范围：
- 范围for循环适用于遍历任何符合范围操作的对象，包括标准容器（std::vector、std::list、std::map等）、数组、甚至一些自定义的容器类，只要它们支持begin和end方法。
编译器优化：
- 范围for循环是对容器的遍历的语言级封装，在编译时，编译器通常能够优化循环，减少不必要的性能损失。例如，编译器会根据元素类型是否可以被引用，自动优化为按引用传递，避免不必要的复制。

C++11中的范围for循环提供了一种简洁且高效的方式来遍历容器。它减少了代码的冗长，同时避免了传统for循环中的索引管理，特别适合用来处理STL容器和数组。通过选择合适的传递方式（值、引用、常量引用），范围for循环不仅提升了代码的可读性，还能在性能上做出优化。