在 C# 中，为什么我不能在 foreach 循环中修改值类型实例的成员？

Question

我知道值类型应该是不可变的，但这只是一个建议，而不是规则，对吧？ 那么为什么我不能做这样的事情：

struct MyStruct
{
    public string Name { get; set; }
}

 public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyStruct[] array = new MyStruct[] { new MyStruct { Name = "1" }, new MyStruct { Name = "2" } };
        foreach (var item in array)
        {
            item.Name = "3";
        }
        //for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        //{
        //    array[i].Name = "3";
        //}

        Console.ReadLine();
    }
}

代码中的 foreach 循环无法编译，而注释的 for 循环工作正常。 错误信息：

无法修改“item”的成员，因为它是“foreach 迭代变量”

这是为什么？

Answer 1

因为foreach使用枚举器，并且枚举器不能更改底层集合，但是可以更改集合中对象引用的任何对象。 这就是Value和Reference-type语义发挥作用的地方。

在引用类型（即类）上，存储的所有集合都是对对象的引用。 因此，它实际上从未触及任何对象的成员，并且对它们的关注度不高。 对象的更改不会触及该集合。

另一方面，值类型将其整个结构存储在集合中。 如果不更改集合并使枚举器无效，则无法触及其成员。

此外，枚举器返回集合中值的副本 。 在ref-type中，这意味着什么。 引用的副本将是相同的引用，您可以以任何方式更改引用的对象，并将更改扩展到范围之外。 另一方面，在值类型上，意味着您获得的只是对象的副本，因此对所述副本的任何更改都不会传播。

Answer 2

从某种意义上说，这是一个建议，没有什么可以阻止你违反它，但它确实应该比“这是一个建议”更重要。 例如，由于你在这里看到的原因。

值类型将实际值存储在变量中，而不是引用中。 这意味着您拥有数组中的值，并且您在item拥有该值的副本 ，而不是引用。 如果允许更改item的值，则不会将其反映在数组中的值，因为它是一个全新的值。 这就是不允许的原因。

如果你想这样做，你将不得不通过索引循环数组而不是使用临时变量。

Answer 3

结构是价值类型。
类是引用类型。

ForEach构造使用IEnumerable的IEnumerable数据类型元素。 当发生这种情况时，变量在某种意义上是只读的，您无法修改它们，并且由于您具有值类型，因此您无法修改包含的任何值，因为它共享相同的内存。

C＃lang规范部分8.8.4：

迭代变量对应于只读局部变量，其范围扩展到嵌入语句

修复这个使用类的结构;

class MyStruct {
    public string Name { get; set; }
}

编辑：@CuiPengFei

如果使用var implicit类型，编译器很难帮助你。 如果您使用MyStruct它会在结构情况下告诉您它是只读的。 在类的情况下，对项的引用是只读的，所以你不能写item = null; 内部循环，但你可以改变它的属性，这是可变的。

您也可以使用（如果您想使用struct ）：

        MyStruct[] array = new MyStruct[] { new MyStruct { Name = "1" }, new MyStruct { Name = "2" } };
        for (int index=0; index < array.Length; index++)
        {
            var item = array[index];
            item.Name = "3";
        }

Answer 4

注意： 根据Adam的评论，这实际上不是问题的正确答案/原因。 尽管如此，它仍然值得记住。

来自MSDN 。 使用Enumerator时无法修改值，这实际上是foreach正在执行的操作。

枚举器可用于读取集合中的数据，但不能用于修改基础集合。

只要集合保持不变，枚举器仍然有效。 如果对集合进行了更改（例如添加，修改或删除元素），则枚举数将无法恢复，并且其行为未定义。

Answer 5

使MyStruct成为一个类（而不是struct），你就能做到这一点。

Answer 6

我想你可以在下面找到anwser。

在C＃中Foreach结构奇怪的编译错误

Answer 7

值类型按值调用 。 简而言之，当您评估变量时，会对其进行复制。 即使允许这样做，您也可以编辑副本，而不是MyStruct的原始实例。

foreach只在C＃中读取 。 对于引用类型（类），这并没有太大变化，因为只有引用是只读的，所以仍然允许您执行以下操作：

    MyClass[] array = new MyClass[] {
        new MyClass { Name = "1" },
        new MyClass { Name = "2" }
    };
    foreach ( var item in array )
    {
        item.Name = "3";
    }

但是对于值类型（struct），整个对象是只读的，从而导致您遇到的问题。 您无法在foreach中调整对象。

Answer 8

公认的答案是关于它如何工作的绝对正确的。 但我认为不允许程序员做出这种改变有点过头了。 很可能有充分的理由想要这样做。 这是我的：

     class MYClass
     {
        private List<OffsetParameters> offsetList = new List<OffsetParameters>();

        internal List<OffsetParameters> OffsetParamList
        {
            get { return this.offsetList; }
        }

其中 OffsetParameters 是一个结构（值类型）

    internal struct OffsetParameters
    {
    ...

一切都很好 - 该列表没有设置器，并且它的内容是值类型，因此它们受到消费者的保护。 所以现在我想向 MyClass 添加一个方法来更新该结构中的某些内容。 这是我的第一个想法是实例化一个新列表，在旧列表上执行 foreach 更新已经复制的迭代 var。 将该副本添加到新列表中。 在 for each 之后分配 offsetList 新列表。

        internal void UpdateColors(Dictionary<string, string> nameColorMap)
        {
            if (nameColorMap == null)
                return; 

            List<OffsetParameters> newOffsetParamList = new List<OffsetParameters>();
            foreach (OffsetParameters param in offsetList)
            {
                if (nameColorMap.ContainsKey(param.offsetName))
                    param.color = nameColorMap[param.offsetName];
                newOffsetParamList.Add(param);
            }
            offsetList = newOffsetParamList;
        }

似乎是合法的，但由于这个限制，我必须制作该副本的另一个副本（效率低下）。 我知道这不能回答问题，但它不适合对官方答案的评论，它增加了对图片的重要性。

我的解决方案是在该列表上使用索引器而不是枚举器，只是一个仅供参考，以防你在同一条船上：

        internal void ChangeOffsetGroupColors(Dictionary<string, string> nameColorMap)
        {
            if (nameColorMap == null)
                return; 

            List<OffsetParameters> newOffsetParamList = new List<OffsetParameters>();
            for (int i = 0; i < offsetList.Count; i++)
            {
                OffsetParameters param = offsetList[i];
                if (nameColorMap.ContainsKey(offsetList[i].offsetName))
                    param.color = nameColorMap[offsetList[i].offsetName];
                newOffsetParamList.Add(param);
            }
            offsetList = newOffsetParamList;
        }

我敢打赌，每次循环迭代都会重新计算 List.Count :) 如果你想提高效率，请注意这一点