在闭包中，是什么触发了捕获变量的新实例？

Question

我正在深入阅读 Jon Skeet 的C# 。

在第 156 页上，他有一个示例，清单 5.13“使用多个委托捕获多个变量实例”。

List<ThreadStart> list = new List<ThreadStart>();

for(int index=0; index < 5; index++;)
{
    int counter = index*10;
    list.Add(delegate
          {
              Console.WriteLine(counter);
              counter++;
          }
        );
}

foreach(ThreadStart t in list)
{
    t();
}

list[0]();
list[0]();
list[0]();

list[1]();

在此列表之后的解释中，他说“在这种情况下，每个委托实例都捕获了不同的变量。”

我非常理解这一点，因为我知道每次关闭一个变量时，编译器都会生成 IL，将其封装在一个专门用于捕获该变量的新类中（本质上使其成为引用类型，以便它所引用的值to 不会被当前执行范围的堆栈帧破坏）。

但随后他谈到如果我们直接捕获index而不是创建counter变量会发生什么 - “所有代表都将共享相同的变量”。

这个我不明白。 index与counter不在同一范围内吗？ 为什么编译器不会为每个委托创建一个新的index实例？

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注意：我想我在输入这个问题时已经想通了，但我会把这个问题留在这里供后代使用。 我认为答案是index实际上与counter在不同的范围内。 索引本质上是在 for 循环的“外部”声明的……它每次都是相同的变量。

查看为for循环生成的 IL，它证明变量是在循环外声明的（ length和i是在for循环声明中声明的变量）。

.locals init (
    [0] int32 length,
    [1] int32 i,
    [2] bool CS$4$0000
)

IL_0000: nop
IL_0001: ldc.i4.s 10
IL_0003: stloc.0
IL_0004: ldc.i4.0
IL_0005: stloc.1
IL_0006: br.s IL_001b
// loop start (head: IL_001b)
    IL_0008: nop
    IL_0009: ldloca.s i
    IL_000b: call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString()
    IL_0010: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
    IL_0015: nop
    IL_0016: nop
    IL_0017: ldloc.1
    IL_0018: ldc.i4.1
    IL_0019: add
    IL_001a: stloc.1

    IL_001b: ldloc.1
    IL_001c: ldloc.0
    IL_001d: clt
    IL_001f: stloc.2
    IL_0020: ldloc.2
    IL_0021: brtrue.s IL_0008
// end loop

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我认为这本书在这个主题上可能做得更好的一件事是真正解释编译器在做什么，因为如果你理解编译器将封闭的变量包装在一个新类中，所有这些“魔法”都是有道理的。

请纠正我可能有的任何误解或误解。 另外，请随时详细说明和/或添加到我的解释中。

Answer 1

听起来您已经找到了答案——每次循环时您都不会得到一个新的index实例。 如果您考虑允许在循环内修改index值的方式 - 例如。 如果你想跳过项目，你可以增加它，在某些情况下将它设置为零，或者你喜欢的任何其他东西 - 应该清楚你只有一个index实例，而不是每次迭代的新实例。

另一方面，每次迭代都会创建一个新counter - 如果您在该循环的底部对其进行了更改，则不会对下一次迭代使用的counter变量产生影响。

foreach循环过去常常以与for循环相同的方式重用其循环变量，这是人们常见的问题 - 请参阅C# 是否有理由在 foreach 中重用变量？

埃里克利珀解释说，他们已经改变了foreach在C＃5，每次得到一个新的变量，也是他们离开for原样。

Answer 2

据我了解闭包。 匿名委托触发为委托代码块中涉及的变量创建类。 考虑以下代码：

class SomeClass
{
    public int counter;

    public void DoSomething()
    {
        Console.WriteLine(counter);
        counter++;
    }
}

//... 

List<ThreadStart> list = new List<ThreadStart>();

for (int index = 0; index < 5; index++)
{
    var instance  = new SomeClass { counter = index * 10 };
    list.Add(instance.DoSomething);
}

foreach (ThreadStart t in list)
{
    t();
}

此代码与原始示例中的完全相同。 变量instance是在 for 循环内部定义的，所以它的作用域在每次迭代时结束，但是它不会被垃圾收集器释放，因为它被list引用。 这就是在匿名委托的情况下创建类的原因。 否则你不能这样做。