C# 是否有理由在 foreach 中重用变量？

Question

在 C# 中使用 lambda 表达式或匿名方法时，我们必须警惕访问修改后的闭包陷阱。 例如：

foreach (var s in strings)
{
   query = query.Where(i => i.Prop == s); // access to modified closure
   ...
}

由于修改了闭包，上面的代码将导致查询上的所有Where子句都基于s的最终值。

正如这里所解释的，发生这种情况是因为在上面的foreach循环中声明的s变量在编译器中是这样翻译的：

string s;
while (enumerator.MoveNext())
{
   s = enumerator.Current;
   ...
}

而不是这样：

while (enumerator.MoveNext())
{
   string s;
   s = enumerator.Current;
   ...
}

正如这里所指出的，在循环外声明变量没有性能优势，在正常情况下，我能想到的唯一原因是如果您打算在循环范围外使用变量：

string s;
while (enumerator.MoveNext())
{
   s = enumerator.Current;
   ...
}
var finalString = s;

但是在foreach循环中定义的变量不能在循环外使用：

foreach(string s in strings)
{
}
var finalString = s; // won't work: you're outside the scope.

因此，编译器以某种方式声明变量，使其极易出现通常难以查找和调试的错误，同时不会产生任何明显的好处。

如果使用内部作用域变量编译它们，您是否可以用这种方式对foreach循环执行某些操作，或者这只是在匿名方法和 lambda 表达式可用或通用之前做出的任意选择，以及哪些从那以后就没有修改过吗？

Answer 1

编译器以某种方式声明变量，使其极易出现通常难以查找和调试的错误，同时不会产生明显的好处。

你的批评是完全有道理的。

我在这里详细讨论这个问题：

关闭循环变量被认为是有害的

如果使用内部作用域变量编译它们，您是否可以通过这种方式对 foreach 循环执行某些操作？ 或者这只是在匿名方法和 lambda 表达式可用或通用之前做出的任意选择，从那时起就没有修改过？

后者。 C# 1.0 规范实际上并没有说明循环变量是在循环体内部还是外部，因为它没有明显的区别。 在 C# 2.0 中引入闭包语义时，选择将循环变量放在循环之外，与“for”循环一致。

我认为可以公平地说，所有人都对那个决定感到遗憾。 这是 C# 中最糟糕的“陷阱”之一，我们将采取重大更改来修复它。 在 C# 5 中，foreach 循环变量将在逻辑上位于循环体内部，因此闭包每次都会获得一个新副本。

for循环不会更改，并且更改不会“反向移植”到以前版本的 C#。 因此，您在使用这个习语时应该继续小心。

Answer 2

Eric Lippert 在他的博客文章Closing over the loop variable 被认为是有害的及其续篇中彻底涵盖了您要问的问题。

对我来说，最有说服力的论点是在每次迭代中使用新变量与for(;;)样式循环不一致。 您是否希望在for (int i = 0; i < 10; i++)每次迭代中都有一个新的int i ？

这种行为最常见的问题是对迭代变量进行闭包，它有一个简单的解决方法：

foreach (var s in strings)
{
    var s_for_closure = s;
    query = query.Where(i => i.Prop == s_for_closure); // access to modified closure

我关于这个问题的博文： Closure over foreach variable in C# 。

Answer 3

受此影响，我习惯于将本地定义的变量包含在我用来转移到任何闭包的最内层作用域中。 在你的例子中：

foreach (var s in strings)
    query = query.Where(i => i.Prop == s); // access to modified closure

我愿意：

foreach (var s in strings)
{
    string search = s;
    query = query.Where(i => i.Prop == search); // New definition ensures unique per iteration.
}        

一旦你有了这个习惯，你就可以在非常罕见的情况下避免它，你实际上打算绑定到外部作用域。 老实说，我认为我从来没有这样做过。

Answer 4

在 C# 5.0 中，此问题已修复，您可以关闭循环变量并获得您期望的结果。

语言规范说：

8.8.4 foreach 语句

（……）

表单的 foreach 语句

foreach (V v in x) embedded-statement

然后扩展为：

 { E e = ((C)(x)).GetEnumerator(); try { while (e.MoveNext()) { V v = (V)(T)e.Current; embedded-statement } } finally { … // Dispose e } }

（……）

v在 while 循环中的位置对于嵌入语句中出现的任何匿名函数如何捕获它很重要。 例如：

 int[] values = { 7, 9, 13 }; Action f = null; foreach (var value in values) { if (f == null) f = () => Console.WriteLine("First value: " + value); } f();

如果v是在 while 循环之外声明的，它将在所有迭代之间共享，并且它在 for 循环之后的值将是最终值13 ，这就是f的调用将打印的内容。 相反，因为每次迭代都有自己的变量v ，所以在第一次迭代中被f捕获的变量将继续保持值7 ，这就是将要打印的值。 （注意：早期版本的 C# 在 while 循环之外声明了v 。 ）

Answer 5

我认为这是一个奇怪的问题。 知道编译器的工作原理是件好事，但只有“要知道”。

如果您编写依赖于编译器算法的代码，这是一个坏习惯，那么最好重写代码以排除这种依赖关系。

这是求职面试的好问题。 但是在现实生活中，我没有遇到面试中解决的任何问题。

foreach的90％用于处理集合的每个元素（不适用于选择或计算某些值）。 有时您需要在循环内计算一些值，但是创建BIG循环不是一个好习惯。

最好使用LINQ表达式来计算值。 因为当您在循环中计算出很多东西时，在2-3个月后您（或其他任何人）将阅读此代码时，人员将无法理解这是什么以及它应该如何工作。