你认识的C# foreach语法糖，真的是全部吗？

教育网编2023-04-05 14:272390

本文的知识点其实由golang知名的for循环陷阱发散而来，

对应到我的主力语言C#，其实牵涉到闭包、foreach。为了便于理解，我重新组织了语言，以倒叙结构行文。

先给大家提炼出一个C#题：观察for、foreach闭包的差异

左边输出 5个5；右边输出0,1,2,3,4，答对的可以不用看下文了。

闭包是在词法环境中捕获自由变量的头等函数，题中关键是捕获的自由变量。

这里面有3个关键名词，希望大家重视，可以围观我之前的新来的总监，把C#闭包讲得那叫一个透彻。

for循环内闭包，局部变量i是被头等函数引用的自由变量；相对于每个头等函数，i是全局变量；
闭包捕获变量i的时空和闭包执行的时空不是一个时空；
所有闭包执行时，捕获的都是变量i，所以执行输出的都是i++最后的5。

这也是C#闭包的陷阱，通常应对方式是循环内使用一个局部变量解构每个闭包与(相对全局)变量i的关系。

 var t1 = new List<Action> ;

        for (int i = 0; i < 5; i++)

        {

         // 使用局部变量解绑闭包与全局自由变量i的关系,现在自由变量是局部变量j了。

            var j = i;

            var func = (  =>

            {

                Console.WriteLine(j);

            });

            t1.Add(func);

        }

        foreach (var item in t1)

        {

            item ;

        }

`demo2`

foreach内闭包，为什么能输出预期的0,1,2,3,4。

聪明的读者可以猜想，是不是foreach在循环迭代时，给我们搞出了局部变量j，帮我们解构了闭包与全局自由变量i多对1的关系。

foreach的底层实现有赖于IEnumerable和IEnumerator两个接口的实现、

这里也有一个永久更新的原创文，IEnumerator、IEnumerable还傻傻分不清楚？

但是怎么用这个两个接口，还需要看foreach伪代码：

C# foreach foreach (V v in x) «embedded_statement»被翻译成下面代码。

{

    E e = ((C)(x)).GetEnumerator ;

    try

    {

        while (e.MoveNext )

        {

            V v = (V)(T)e.Current; // 注意这句， 变量v的定义是在循环体内

            «embedded_statement»

        }

    }

    finally

    {

        ... // Dispose e

    }

}

foreach官方信源

请注意注释，变量v的定义是在循环内部，因此使用foreach迭代时，每个闭包捕获的都是局部的自由变量，因此foreach闭包执行时输出0,1,2,3,4。

如果变量V v定义在while语言上方，那么效果就和for循环一样了。

这是for循环/foreach迭代一个很有意思的差异。

以上理解透彻之后，我们再看Golang的for循环陷阱，也就很容易理解了。

package main

import "fmt"

var slice []func 

func main  {

	sli := []int{1, 2, 3, 4, 5}

	for _, v := range sli {

		fmt.Println(&v, v)

		slice = append(slice, func  {

			fmt.Println(v)

		})

	}

	for _, val := range slice {

		val 

	}

}

--- output ---

0xc00001c098 1

0xc00001c098 2

0xc00001c098 3

0xc00001c098 4

0xc00001c098 5

5

5

5

5

5