在 lambda 表达式中使用 foreach 循环的迭代变量，为什么会失败？

Question

考虑以下代码：

public class MyClass
{
   public delegate string PrintHelloType(string greeting);


    public void Execute()
    {

        Type[] types = new Type[] { typeof(string), typeof(float), typeof(int)};
        List<PrintHelloType> helloMethods = new List<PrintHelloType>();

        foreach (var type in types)
        {
            var sayHello = 
                new PrintHelloType(greeting => SayGreetingToType(type, greeting));
            helloMethods.Add(sayHello);
        }

        foreach (var helloMethod in helloMethods)
        {
            Console.WriteLine(helloMethod("Hi"));
        }

    }

    public string SayGreetingToType(Type type, string greetingText)
    {
        return greetingText + " " + type.Name;
    }

...

}

在调用`myClass.Execute()`后，代码打印出以下意外的响应：

Hi Int32
Hi Int32
Hi Int32  

很明显，我期望看到的是"Hi String"、"Hi Single"和"Hi Int32"，但实际上不是这样的。为什么在3个方法中都使用了迭代数组的最后一个元素，而非对应的元素呢？

你会如何重写代码以达成预期目标？

- user256890

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我甚至没有读题，但从标题上来看，我知道答案是：http://lorgonblog.spaces.live.com/blog/cns!701679AD17B6D310!689.entry - Brian

每天捕获的变量问题浮出水面。 - Marc

Answer 1

欢迎来到闭包和捕获变量的世界 :)

Eric Lippert对这种行为进行了深入的解释：

• 循环变量的闭包具有危险性
• 循环变量的闭包，第二部分

基本上，被捕获的是循环变量本身，而不是它的值。 要获得您认为应该获得的结果，请执行以下操作：

foreach (var type in types)
{
   var newType = type;
   var sayHello = 
            new PrintHelloType(greeting => SayGreetingToType(newType, greeting));
   helloMethods.Add(sayHello);
}

- SWeko

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@Eric Lippert的信号已被点亮。 - Anthony Pegram

只有Anders是神，Eric是他的先知 :) - SWeko

我想补充一下，即使是那些精通闭包的人也可能会被这个问题所困扰 - Lua 和其他语言在循环括号内部有 type。因此，在 Lua 中，您仍然捕获变量，但每次迭代都是一个新变量。这是在 Lua 编程中经常使用的东西 - 但是在我多年的 C# 编程中，我还没有编写过受益于其 type-is-outside-of-the-brackets 作用域的方法。有人吗？ - Mania

Answer 2

作为对SWeko所提到的博客文章的简要说明，lambda表达式捕获的是变量而不是值。在foreach循环中，变量在每次迭代中都不是唯一的，相同的变量在整个循环期间都被使用（当您在编译时看到foreach扩展时，这更加明显）。因此，在每次迭代中都捕获了同一个变量，并且该变量（截至最后一次迭代）引用您集合的最后一个元素。

更新：在语言的新版本（从C# 5开始），循环变量在每次迭代中被视为新的，因此闭包不会产生与早期版本（C# 4及之前）相同的问题。

- Anthony Pegram

Answer 3

您可以通过引入额外的变量来解决这个问题：

...
foreach (var type in types)
        {
            var t = type;
            var sayHello = new PrintHelloType(greeting => SayGreetingToType(t, greeting));
            helloMethods.Add(sayHello);
        }
....

- STO