“foreach”循环背后发生了什么？

Question

“foreach”循环背后发生了什么？

c#foreachclr

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可能是重复问题：
如何在C#中使用foreach循环?

我在网上搜索了一下，但仍然无法找到关于C#中foreach循环的背后发生了什么的答案。

我知道这个问题实际上与编程无关，但这让我困扰。我对面向对象编程尤其是接口比较新。我明白它们是合同，也明白IEnumerable和IEnumerator的工作原理 - 或者我认为是这样。

我一直在阅读MSDN上的这篇文章: IEnumerable Interface

我明白所有东西是如何设置的。但在Main循环中，我有点不清楚foreach如何知道遍历_people中的所有值。它如何知道这一点？通过调用return new PeopleEnum(_people);它如何跟踪Current？

编辑：我不明白这怎么是严格的重复问题。是的，它们有相似的背景，并且同样的问题正在被问，但我们正在寻找不同的答案或我想要的答案没有在以前的问题中讨论。

像foreach(int i in obj){...}这样的foreach循环实际上等同于

......“kinda”不是我要找的答案。

- Adam Beck

使用 Ildasm.exe 查看 dll 代码，可以帮助简单的 Foreach。 - Nikshep

我一遍又一遍地阅读了那个。我知道它告诉你如何使用foreach循环，但它并没有真正解释编译器如何使用它。我更感兴趣的是背后的实现。 - Adam Beck

@Adam：在可能的重复问题的被接受答案中，它大致展示了代码的精髓。当然，下面Eric的回答更加详细。 - James Michael Hare

现在，当像我这样的人决定谷歌“foreach循环的幕后”，它将成为顶部链接，并且他们将得到非常具体、非常详细的答案。 - Adam Beck

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我不认为这是一个完全重复的问题。另一个问题问的是“哪些类型的类可以使用foreach循环”，而不是对其工作原理的详细解释。 - Meta-Knight

3个回答

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考虑一下这个问题：

 var enumerator = <YourEnumerableHere>.GetEnumerator();

 while(enumerator.MoveNext())
    <YourForEachMethodBodyHere>

因此，当它调用GetEnumerator时，您将结果返回给PeopleEnum。每次调用MoveNext方法时，PeopleEnum的位置增加一，遍历列表。

当位置到达末尾时，MoveNext调用返回false，并且循环结束。

- Tejs

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它知道如何迭代遍历 IEnumerable，因为这是语言设计者决定 foreach 应该做的事情。 foreach 为您提供了一种快捷的方式来循环遍历 IEnumerable。

IEnumerator 类定义了“获取下一个元素”的含义。如果您愿意，可以使 IEnumerator 返回每个其他元素，但大多数人只想按顺序遍历每个元素。

我不确定是否已经回答了您的问题。如果没有，请告诉我，我会回复您。

- skaz

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Eric Lippert · Accepted Answer

我建议您阅读C#规范的8.8.4章节，其中详细回答了您的问题。以下是方便起见从中引用的内容：

一个形如foreach语句的结构：

foreach (V v in x) embedded-statement

然后扩展为：

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

类型 E、C、V 和 T 是语义分析器推导出的枚举器、集合、循环变量和集合元素类型；有关详细信息，请参见规范。

所以，这就是 "foreach" 的含义，它只是一种更方便的编写 "while" 循环的方式，该循环调用 MoveNext 直到 MoveNext 返回 false。

还有一些微妙的问题：

不需要生成相同的代码，只需生成能够产生相同结果的代码即可。例如，如果你"foreach"遍历一个数组或字符串，我们只需生成一个"for"循环（或多重循环，在多维数组的情况下）来索引数组或字符串的字符，而不必花费时间分配枚举器。
如果枚举器是值类型，则处理代码可能会选择在处理之前将枚举器装箱或不装箱。不要依赖于其中的任何一种方式。（有关相关问题，请参见http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2011/03/14/to-box-or-not-to-box-that-is-the-question.aspx。）
同样，如果上面插入的强制转换被确定为身份转换，则即使这样做会导致值类型被复制，强制转换也可能会被省略。
未来版本的C#很可能会将循环变量v的声明放在while循环体内;这将防止常见的“修改闭包”错误，该错误每天都会在Stack Overflow上报告一次。[更新:This change has indeed been implemented in C# 5.]