在 C++ 的编程世界里，for_each 函数就像是一把神奇的钥匙，能够为我们打开高效编程的大门，就让我们一起来揭开它神秘的面纱，探索它的奇妙之处。

想象一下，你正在编写一个程序，需要对一个容器中的每个元素进行相同的操作，如果使用传统的 for 循环，代码可能会显得有些繁琐和复杂，有了 for_each 函数，一切都变得简单而优雅。

for_each 函数的语法非常简洁明了，它接受三个参数：第一个参数是一个输入迭代器，表示要遍历的范围的起始位置；第二个参数是一个输入迭代器，表示要遍历的范围的结束位置；第三个参数是一个函数对象或者函数指针，用于定义对每个元素要执行的操作。

比如说，我们有一个整数向量vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5} ，如果想要将每个元素都乘以 2 并输出，使用 for_each 函数可以这样写：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
void multiplyByTwo(int& num) {
    num *= 2;
}
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), multiplyByTwo);
    for (const auto& num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

在这个例子中，multiplyByTwo 函数就是对每个元素执行的操作。

for_each 函数的强大之处不仅在于它的简洁性，还在于它的灵活性，你可以传递一个函数对象，也可以传递一个普通函数指针，函数对象可以包含复杂的逻辑，让你能够处理各种不同的情况。

让我们通过一个小游戏来更好地理解 for_each 函数，假设我们有一个数字猜谜游戏，游戏中生成了一个包含 10 个随机数字的数组，我们的任务是使用 for_each 函数找出其中所有大于 5 的数字，并将它们存储在另一个数组中。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ctime>
void filterGreaterThanFive(int& num, std::vector<int>& result) {
    if (num > 5) {
        result.push_back(num);
    }
}
int main() {
    std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(nullptr)));
    std::vector<int> numbers(10);
    for (int& num : numbers) {
        num = std::rand() % 10;
    }
    std::vector<int> greaterThanFive;
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [&greaterThanFive](int& num) {
        if (num > 5) {
            greaterThanFive.push_back(num);
        }
    });
    std::cout << "原始数组: ";
    for (const auto& num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "大于 5 的数字: ";
    for (const auto& num : greaterThanFive) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

通过这个小游戏，我们更加直观地感受到了 for_each 函数在实际编程中的应用。

问答环节：

1、for_each 函数可以用于哪些类型的容器？

2、如果在 for_each 函数中执行的操作引发了异常，会怎样？

3、如何在 for_each 函数中修改传递的容器元素？