1、關於foreach和for
foreach和for都是循環的關鍵字,使用這兩個關鍵字可以對集合對象進行遍歷,獲取裡面每一個對象的信息進行操作。
static void Main(string[] args) { string[] strList = new string[] { "1","2","3","4" }; for (int i = 0; i < strList.Length; i++) { Console.WriteLine(strList[i]); } foreach (string str in strList) { Console.WriteLine(str); } Console.ReadKey(); }
上面結果的輸出都是一樣的,我們來看看IL是否是一樣的。
1 IL_002c: br.s IL_003d //for開始的地方 2 IL_002e: nop 3 IL_002f: ldloc.0 4 IL_0030: ldloc.1 5 IL_0031: ldelem.ref 6 IL_0032: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) 7 IL_0037: nop 8 IL_0038: nop 9 IL_0039: ldloc.1 // 10 IL_003a: ldc.i4.1 // 11 IL_003b: add //索引加1,這裡的索引是已經保存在堆棧中的索引 12 IL_003c: stloc.1 13 IL_003d: ldloc.1 14 IL_003e: ldloc.0 15 IL_003f: ldlen 16 IL_0040: conv.i4 17 IL_0041: clt 18 IL_0043: stloc.s CS$4$0001 19 IL_0045: ldloc.s CS$4$0001 20 IL_0047: brtrue.s IL_002e //跳轉到第2行 21 IL_0049: nop 22 IL_004a: ldloc.0 23 IL_004b: stloc.s CS$6$0002 24 IL_004d: ldc.i4.0 25 IL_004e: stloc.s CS$7$0003 26 IL_0050: br.s IL_0067 //foreach開始的地方 27 IL_0052: ldloc.s CS$6$0002 28 IL_0054: ldloc.s CS$7$0003 29 IL_0056: ldelem.ref 30 IL_0057: stloc.2 31 IL_0058: nop 32 IL_0059: ldloc.2 33 IL_005a: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) 34 IL_005f: nop 35 IL_0060: nop 36 IL_0061: ldloc.s CS$7$0003 // 37 IL_0063: ldc.i4.1 // 38 IL_0064: add //當前索引處加1 39 IL_0065: stloc.s CS$7$0003 40 IL_0067: ldloc.s CS$7$0003 41 IL_0069: ldloc.s CS$6$0002 42 IL_006b: ldlen 43 IL_006c: conv.i4 44 IL_006d: clt 45 IL_006f: stloc.s CS$4$0001 46 IL_0071: ldloc.s CS$4$0001 47 IL_0073: brtrue.s IL_0052 //跳轉到27行
從IL可以看出,for中循環的索引是for自身的索引(即i),foreach在循環過程中會在指定位置存儲一個值,這個值就是循環用的索引。所以,其實foreach內部還是存儲了一個索引值用於循環,只是我們在用的過程中沒有察覺到存在這個變量而已。
我們再來看看下面這個例子:
static void RunFor() { string[] strList = new string[] { "1","2","3","4" }; for (int i = 0; i < strList.Length; i++) { strList[i] = "1"; } } static void RunForeach() { string[] strList = new string[] { "1","2","3","4" }; foreach (string str in strList) { str = "1"; } }
編譯出錯 : “str”是一個“foreach 迭代變量”,無法為它賦值
static void RunFor() { List<string> strList = new List<string>() { "1","2","3","4" }; for (int i = 0; i < strList.Count; i++) { strList[i] = "1"; } } static void RunForeach() { List<string> strList = new List<string>() { "1","2","3","4" }; foreach (string str in strList) { str = "1"; } }
同樣,編譯器給出了相同的錯誤。
那麼如果在foreach中移除當前項呢?
class Program { static void Main(string[] args) { List<string> strs = new List<string>() { "1", "2", "3", "4" }; foreach (string str in strs) { strs.Remove(str); } Console.ReadKey(); } }
運行出現了異常
可以看出移除IEnumerable類型的變量也會出錯,所以在foreach中是不能改變進行迭代的集合對象值的。
2、foreach和IEnumerable的聯系
像List,Array等集合類型,可以使用for和foreach來對其進行循環迭代,獲得每一個集合內的對象用於操作。之所以可以使用foreach,是因為List,Array等類型實現了IEnumerable或者IEnumerable<T>接口。
public interface IEnumerable { IEnumerator GetEnumerator(); }
IEnumerable接口內部只有一個方法,GetEnumerator()方法,返回值是一個IEnumerator類型的對象。
public interface IEnumerator { bool MoveNext(); object Current { get; } void Reset(); }
可以看出,在IEnumerator接口中有三個成員,用於移動位置的MoveNext函數,表示當前對象的Current屬性,重置函數Reset。
我們以ArrayList類型為例,來看看這個接口是怎麼實現的。
首先內部有一個數組變量用於存儲遍歷的集合對象。
object[] _items;
在內部私有的類ArrayListEnumeratorSimple中實現了IEnumerator接口成員。
1 public bool MoveNext() 2 { 3 int num; 4 if (this.version != this.list._version) 5 { 6 throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("InvalidOperation_EnumFailedVersion")); 7 } 8 if (this.isArrayList) 9 { 10 if (this.index < (this.list._size - 1)) 11 { 12 num = this.index + 1; 13 this.index = num; 14 this.currentElement = this.list._items[num]; //其實還是取得內部的數組變量的成員 15 return true; 16 } 17 this.currentElement = dummyObject; 18 this.index = this.list._size; 19 return false; 20 } 21 if (this.index < (this.list.Count - 1)) 22 { 23 num = this.index + 1; 24 this.index = num; 25 this.currentElement = this.list[num]; //數組變量的成員 26 return true; 27 } 28 this.index = this.list.Count; 29 this.currentElement = dummyObject; 30 return false; 31 }
在MoveNext中進行迭代循環的時候迭代的是內部的_items數組,即每次取的值都是_items的成員,而_items數組是ArrayList的索引數組。每次迭代後都會保存當前索引值用於下次使用。
所以不難看出,IEnumerator接口內部實現的方式歸根結底還是和for實現的方式一樣的。
之所以修改枚舉值過後繼續訪問會拋出InvalidOperationException異常是因為以下代碼:
if (this.version != this.list._version) { throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("InvalidOperation_EnumFailedVersion")); }
在Reset和MoveNext中都有這個判斷,如果枚舉值被修改了,他所對應的版本號將會發生改變(在Remove函數中將會執行this._version++,使得版本號發生了改變,其他改變枚舉值狀態的函數類似)。
3、自定義實現迭代器
具體實現代碼:
class Program { static void Main(string[] args) { TestIEnumerable test = new TestIEnumerable(); foreach (string str in test) { Console.WriteLine(str); } Console.ReadKey(); } } class TestIEnumerable : IEnumerable { private string[] _item; public TestIEnumerable() { _item = new string[] { "1","2","3","4" }; } public string this[int index] { get { return _item[index]; } } public IEnumerator GetEnumerator() { return new EnumeratorActualize(this); } class EnumeratorActualize : IEnumerator { private int index; private TestIEnumerable _testEnumerable; private object currentObj; public EnumeratorActualize(TestIEnumerable testEnumerable) { _testEnumerable = testEnumerable; currentObj = new object(); index = -1; } public object Current { get { return currentObj; } } public bool MoveNext() { if (index < _testEnumerable._item.Length - 1) { index++; currentObj = _testEnumerable._item[index]; return true; } index = _testEnumerable._item.Length; return false; } public void Reset() { index = -1; } } }