我想详细解释一下@Steve Jessop回答的一些部分，一开始我不明白。希望能有所帮助。

std::begin calls the begin() member function anyway, so if you only implement one of the above, then the results should be the same no matter which one you choose. That's the same results for ranged-based for loops, and also the same result for mere mortal code that doesn't have its own magical name resolution rules so just does using std::begin; followed by an unqualified call to begin(a). If you implement the member functions and the ADL functions, though, then range-based for loops should call the member functions, whereas mere mortals will call the ADL functions. Best make sure they do the same thing in that case!

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for:

如果…… 如果range_expression是类类型C的表达式，该表达式同时具有一个名为begin的成员和一个名为end的成员 )，则begin_expr为 __range.begin()和end_expr是__range.end(); 否则，begin_expr是begin(__range)， end_expr是end(__range)，它们是通过依赖参数的查找(非adl)找到的 不执行查找)。

对于基于范围的For循环，首先选择成员函数。

但对于

using std::begin;
begin(instance);

首先选择ADL函数。

例子:

#include <iostream>
#include <string>
using std::cout;
using std::endl;

namespace Foo{
    struct A{
        //member function version
        int* begin(){
            cout << "111";
            int* p = new int(3);  //leak I know, for simplicity
            return p;
        }
        int *end(){
            cout << "111";
            int* p = new int(4);
            return p;
        }
    };

    //ADL version

    int* begin(A a){
        cout << "222";
        int* p = new int(5);
        return p;
    }

    int* end(A a){
        cout << "222";
        int* p = new int(6);
        return p;
    }

}

int main(int argc, char *args[]){
//    Uncomment only one of two code sections below for each trial

//    Foo::A a;
//    using std::begin;
//    begin(a);  //ADL version are selected. If comment out ADL version, then member functions are called.


//      Foo::A a;
//      for(auto s: a){  //member functions are selected. If comment out member functions, then ADL are called.
//      }
}

如果你想直接用std::vector或std::map成员来支持一个类的迭代，下面是代码:

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
#include <string>
using std::string;
#include <vector>
using std::vector;
#include <map>
using std::map;


/////////////////////////////////////////////////////
/// classes
/////////////////////////////////////////////////////

class VectorValues {
private:
    vector<int> v = vector<int>(10);

public:
    vector<int>::iterator begin(){
        return v.begin();
    }
    vector<int>::iterator end(){
        return v.end();
    }
    vector<int>::const_iterator begin() const {
        return v.begin();
    }
    vector<int>::const_iterator end() const {
        return v.end();
    }
};

class MapValues {
private:
    map<string,int> v;

public:
    map<string,int>::iterator begin(){
        return v.begin();
    }
    map<string,int>::iterator end(){
        return v.end();
    }
    map<string,int>::const_iterator begin() const {
        return v.begin();
    }
    map<string,int>::const_iterator end() const {
        return v.end();
    }

    const int& operator[](string key) const {
        return v.at(key);
    }
    int& operator[](string key) {
        return v[key];
    } 
};


/////////////////////////////////////////////////////
/// main
/////////////////////////////////////////////////////

int main() {
    // VectorValues
    VectorValues items;
    int i = 0;
    for(int& item : items) {
        item = i;
        i++;
    }
    for(int& item : items)
        cout << item << " ";
    cout << endl << endl;

    // MapValues
    MapValues m;
    m["a"] = 1;
    m["b"] = 2;
    m["c"] = 3;
    for(auto pair: m)
        cout << pair.first << " " << pair.second << endl;
}

我应该专门化begin()和end()吗?

据我所知，这就足够了。您还必须确保对指针进行递增可以从开始到结束。

下一个示例(它缺少begin和end的const版本)编译并正常工作。

#include <iostream>
#include <algorithm>

int i=0;

struct A
{
    A()
    {
        std::generate(&v[0], &v[10], [&i](){  return ++i;} );
    }
    int * begin()
    {
        return &v[0];
    }
    int * end()
    {
        return &v[10];
    }

    int v[10];
};

int main()
{
    A a;
    for( auto it : a )
    {
        std::cout << it << std::endl;
    }
}

下面是另一个使用begin/end作为函数的例子。它们必须和类在同一个命名空间中，因为ADL:

#include <iostream>
#include <algorithm>


namespace foo{
int i=0;

struct A
{
    A()
    {
        std::generate(&v[0], &v[10], [&i](){  return ++i;} );
    }

    int v[10];
};

int *begin( A &v )
{
    return &v.v[0];
}
int *end( A &v )
{
    return &v.v[10];
}
} // namespace foo

int main()
{
    foo::A a;
    for( auto it : a )
    {
        std::cout << it << std::endl;
    }
}

受到BitTickler关于如何使它适用于非“容器”类型的评论的启发，这里有一个适用于双精度对象的最小示例:

class dranged {
    double start, stop, step, cur;
    int index;

public:
    dranged(double start, double stop, double step) :
        start(start), stop(stop), step(step),
        cur(start), index(0) {}

    auto begin() { return *this; }
    auto end() { return *this; }

    double operator*() const { return cur; }

    auto& operator++() {
        index += 1;
        cur = start + step * index;
        return *this;
    }

    bool operator!=(const dranged &rhs) const {
        return cur < rhs.stop;
    }
};

注意，在!=操作符中使用<保持了正确的不变量，但显然假设step是正的，并且不适用于更一般的范围。我使用整数索引来防止浮点错误的传播，但在其他方面力求简单。

这可以用于:

double sum() {
    double accum = 0;
    for (auto val : dranged(0, 6.28, 0.1)) {
        accum += val;
    }
    return accum;
}

GCC和Clang在进行优化编译时都能生成非常合理的代码(例如，GCC的-Os或高于-O1, Clang的-O2)。

标准的相关部分为6.5.4/1:

if _RangeT is a class type, the unqualified-ids begin and end are looked up in the scope of class _RangeT as if by class member access lookup (3.4.5), and if either (or both) finds at least one declaration, begin- expr and end-expr are __range.begin() and __range.end(), respectively; — otherwise, begin-expr and end-expr are begin(__range) and end(__range), respectively, where begin and end are looked up with argument-dependent lookup (3.4.2). For the purposes of this name lookup, namespace std is an associated namespace.

所以，你可以做以下任何一件事:

定义开始和结束成员函数 定义ADL可以找到的开始和结束自由函数(简化版本:将它们放在与类相同的命名空间中) 专门化std::begin和std::end

Std::begin调用begin()成员函数，所以如果你只实现了上面的一个，那么无论你选择哪一个，结果都应该是一样的。这对于基于范围的for循环也是一样的结果，对于没有自己神奇的名称解析规则的普通代码也是一样的结果，所以只使用std::begin;接着是开始(a)的不合格调用。

如果你实现了成员函数和ADL函数，那么基于范围的for循环应该调用成员函数，而凡人将调用ADL函数。最好确保他们在这种情况下做同样的事情!

如果您正在编写的东西实现了容器接口，那么它将已经有begin()和end()成员函数，这应该足够了。如果它是一个不是容器的范围(如果它是不可变的，或者如果你不知道前面的大小，这将是一个好主意)，你可以自由选择。

对于所布局的选项，请注意不能重载std::begin()。允许为用户定义的类型专门化标准模板，但除此之外，向名称空间std添加定义是未定义的行为。但无论如何，专门化标准函数是一个糟糕的选择，因为缺乏部分函数专门化意味着您只能为单个类而不是类模板这样做。

我写下我的答案是因为有些人可能更喜欢简单的现实生活的例子，没有STL包含。

出于某种原因，我有自己的纯数据数组实现，我想使用基于范围的for循环。以下是我的解决方案:

template <typename DataType>
class PodArray {
public:
    class iterator {
    public:
        iterator(DataType * ptr): ptr(ptr){}
        iterator operator++() { ++ptr; return *this; }
        bool operator!=(const iterator & other) const { return ptr != other.ptr;  }
        const DataType& operator*() const { return *ptr; }
    private:
        DataType* ptr;
    };
private:
   unsigned len;
   DataType *val;
public:
   iterator begin() const { return iterator(val); }
   iterator end() const { return iterator(val + len); }
 
   // rest of the container definition not related to the question ...
};

然后是用法示例:

PodArray<char> array;
// fill up array in some way
for(auto& c : array)
    printf("char: %c\n", c);