在處理陣列時，經常會是從頭至尾迭代陣列元素，針對這類需求，現代語言中都有 foreach 之類的語法，C++ 11 之後也有提供，然而 C 語言沒有。
透過巨集，可以來建立簡單的 foreach，以進行陣列的迭代，方式有許多種，這邊採取的出發點是以下範例：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
int size = *(&arr + 1) - arr;
for(int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", *(arr + i));
}
return 0;
}
這邊希望的 foreach 語法，可以如下使用：
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
foreach(int *v, arr) {
printf("%d ", *v);
}
這個語法如何展開為方才範例的完整語法呢？因為可用的展開項目只有 int *v 與 arr，因此必須整理一下範例：
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0; i < size; i++) {
int *v = arr + i;
printf("%d ", *v);
}
現在可以初步定義巨集：
#define foreach(item, arr) \
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0; i < size; i++) \
item = (arr + i);
問題來了，你不能在巨集中直接寫死 {}，因為 foreach 的使用者要能自行決定是否使用 {}，因此 item = arr + i 這行必須能建立一個範疇，而 foreach 的使用者決定該範疇要不要使用 {}，要能建立範疇又可以建立變數的陳述句，也只有 for 了，因此試著將範例再整理一下：
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0, j = 0; i < size; i++, j = 0) {
for(int *v = arr + i; j < 1; j++)
printf("%d ", *v);
}
內層的 for 作用純粹用來建立範疇，因此只執行一次，現在可以定義巨集如下：
#include <stdio.h>
#define foreach(item, arr) \
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0, j = 0; i < size; i++, j = 0) \
for(item = arr + i; j < 1; j++)
int main(void) {
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
foreach(int *v, arr) {
printf("%d ", *v);
}
return 0;
}
看來好像 OK，不過這個 foreach 在處理 break 時會有問題，底下還是會顯示全部的陣列元素：
#include <stdio.h>
#define foreach(item, arr) \
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0, j = 0; i < size; i++, j = 0) \
for(item = arr + i; j < 1; j++)
int main(void) {
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
foreach(int *v, arr) {
printf("%d ", *v);
if(*v > 30) {
break;
}
}
return 0;
}
理由很簡單，展開就是 break 只中斷內部的 for 迴圈，必須有個方式知道內層 for 被中斷了，因此不採取計數 j 的方式，改用個 loop 旗標：
#include <stdio.h>
#define foreach(item, arr) \
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0, loop = 1; loop && i < size; i++, loop = !loop) \
for(item = arr + i; loop; loop = !loop)
int main(void) {
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
foreach(int *v, arr) {
printf("%d ", *v);
if(*v > 30) {
break;
}
}
return 0;
}
這個 foreach 可以處理 break，因為 loop 一開始是 1，表示預設執行外層與內層 for，內層 for 執行過後將 loop 反相，此時 loop 為 0，外層 for 又將之反相，此時 loop 又回到 1，也就可以繼續下次的迴圈。
如果內層 for 被 break，loop 就不會被反相，也就是 loop 維持為 1，外層 for 將之反相後 loop 成為 0，接下來外層 for 也就不會執行了。
這個 foreach 也可以用於其他型態的陣列，例如字串陣列：
#include <stdio.h>
#define foreach(item, arr) \
for(int size = *(&arr + 1) - arr, i = 0, loop = 1; loop && i < size; i++, loop = !loop) \
for(item = arr + i; loop; loop = !loop)
typedef const char* String;
int main(void) {
String names[] = {"Justin", "Monica", "Irene"};
foreach(String *name, names) {
printf("%s ", *name);
}
return 0;
}