建议17：多数情况下使用foreach进行循环遍历

最新推荐文章于 2024-06-16 00:26:56 发布

侯文成

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分类专栏：编写高质量的C#代码文章标签： foreach IEnumerable IEnumerator

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建议17：多数情况下使用foreach进行循环遍历

由于本建议涉及集合的遍历，所以在开始讲解本建议之前，我们不妨来设想一下如何对结合进行遍历。假设存在一个数组，其遍历模式可以采用依据索引来进行遍历的方法；又假设存在一个HashTable，其遍历模式可能是按照键值来进行遍历。无论是哪个集合，如果他们的遍历没有一个公共的接口，那么客户端在进行遍历时，相当于是对具体类型进行了编码。这样一来，当需求发生变化时，必须修改我们的代码。而且，由于客户端代码过多地关注了集合内部的实现，代码的可移植性就会变得很差，这直接违反了面向对象的开闭原则。于是，迭代器模式就诞生了。现在，不要管FCL中如何实现该模式的，我们先来实现一个自己的迭代器模式。

　　　　　/// <summary>
        /// 要求所有的迭代器全部实现该接口
        /// </summary>
        interface IMyEnumerator
        {
            bool MoveNext();
            object Current { get; }
        }

        /// <summary>
        /// 要求所有的集合实现该接口
        /// 这样一来，客户端就可以针对该接口编码，
        /// 而无须关注具体的实现
        /// </summary>
        interface IMyEnumerable
        {
            IMyEnumerator GetEnumerator();
            int Count { get; }
        }

        class MyList : IMyEnumerable
        {
            object[] items = new object[10];
            IMyEnumerator myEnumerator;

            public object this[int i]
            {
                get { return items[i]; }
                set { this.items[i] = value; }
            }

            public int Count
            {
                get { return items.Length; }
            }

            public IMyEnumerator GetEnumerator()
            {
                if (myEnumerator == null)
                {
                    myEnumerator = new MyEnumerator(this);
                }
                return myEnumerator;
            }
        }

        class MyEnumerator : IMyEnumerator
        {
            int index = 0;
            MyList myList;
            public MyEnumerator(MyList myList)
            {
                this.myList = myList;
            }

            public bool MoveNext()
            {
                if (index + 1 > myList.Count)
                {
                    index = 1;
                    return false;
                }
                else
                {
                    index++;
                    return true;
                }
            }

            public object Current
            {
                get { return myList[index - 1]; }
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            //使用接口IMyEnumerable代替MyList
            IMyEnumerable list = new MyList();
            //得到迭代器，在循环中针对迭代器编码，而不是集合MyList
            IMyEnumerator enumerator = list.GetEnumerator();
            for (int i = 0; i < list.Count; i++)
            {
                object current = enumerator.Current;
                enumerator.MoveNext();
            }
            while (enumerator.MoveNext())
            {
                object current = enumerator.Current;
            }
        }

MyList模拟了一个集合类，它继承了接口IMyEnumerable，这样，在客户端调用的时候，我们就可以直接调用IMyEnumerable来声明变量，如代码中的一下语句：

IMyEnumerable list=new MyList();

如果未来我们新增了其他的集合类，那么针对list的编码即使不做修改也能运行良好。在IMyEnumerable中声明了GetEnumerator方法返回一个继承了IMyEnumerator的对象。在MyList的内部，默认返回MyEnumerator，MyEnumerator就是迭代器的一个实现，如果对于迭代的需求有变化，可以重新开发一个迭代器（如下所示），然后在客户端迭代的时候使用该迭代器。

            //使用接口IMyEnumerable代替MyList
            IMyEnumerable list = new MyList();
            //得到迭代器，在循环中针对迭代器编码，而不是集合MyList
            IMyEnumerator enumerator2 = new MyEnumerator(list);
　　　　　　　//for调用
            for (int i = 0; i < list.Count; i++)
            {
                object current = enumerator2.Current;
                enumerator.MoveNext();
            }
　　　　　　　//while调用
            while (enumerator.MoveNext())
            {
                object current = enumerator2.Current;
            }

在客户端的代码中，我们在迭代的过程中分别演示了for循环和while循环，到那时因为使用了迭代器的缘故，两个循环都没有针对MyList编码，而是实现了对迭代器的编码。

理解了自己实现的迭代器模式，相当于理解了FCL中提供的对应模式。以上代码中，在接口和类型中都加入了“My”字样，其实，FCL中有与之相对应的接口和类型，只不过为了演示需要，增加了其中部分内容，但是大致思路是一样的。使用FCL中相应类型进行客户端代码编写，大致应该下面这样：

            ICollection<object> list = new List<object>();
            IEnumerator enumerator = list.GetEnumerator();

            for (int i = 0; i < list.Count; i++)
            {
                object current = enumerator.Current;
                enumerator.MoveNext();
            }

            while (enumerator.MoveNext())
            {
                object current = enumerator.Current;
            }

但是，无论是for循环还是while循环，都有些啰嗦，于是，foreach就出现了。

            foreach (var current in list)
            {
                //省略了 object current = enumerator.Current;
            }

可以看到，采用foreach最大限度地简化了代码。它用于遍历一个继承了IEnumerable或IEnumerable<T>接口的集合元素。借助IL代码，我们查看使用foreach到底发生了什么事情：

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // 代码大小       62 (0x3e)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] class [mscorlib]System.Collections.Generic.ICollection`1<object> list,
           [1] object current,
           [2] class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<object> CS$5$0000,
           [3] bool CS$4$0001)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  newobj     instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<object>::.ctor()
  IL_0006:  stloc.0
  IL_0007:  nop
  IL_0008:  ldloc.0
  IL_0009:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<!0> class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<object>::GetEnumerator()
  IL_000e:  stloc.2
  .try
  {
    IL_000f:  br.s       IL_001a
    IL_0011:  ldloc.2
    IL_0012:  callvirt   instance !0 class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<object>::get_Current()
    IL_0017:  stloc.1
    IL_0018:  nop
    IL_0019:  nop
    IL_001a:  ldloc.2
    IL_001b:  callvirt   instance bool [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::MoveNext()
    IL_0020:  stloc.3
    IL_0021:  ldloc.3
    IL_0022:  brtrue.s   IL_0011
    IL_0024:  leave.s    IL_0036
  }  // end .try
  finally
  {
    IL_0026:  ldloc.2
    IL_0027:  ldnull
    IL_0028:  ceq
    IL_002a:  stloc.3
    IL_002b:  ldloc.3
    IL_002c:  brtrue.s   IL_0035
    IL_002e:  ldloc.2
    IL_002f:  callvirt   instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()
    IL_0034:  nop
    IL_0035:  endfinally
  }  // end handler
  IL_0036:  nop
  IL_0037:  call       int32 [mscorlib]System.Console::Read()
  IL_003c:  pop
  IL_003d:  ret
} // end of method Program::Main

查看IL代码就可以看出，运行时还是会调用get_Current()和MoveNext()方法。

在调用完MoveNext()方法后，如果结果是true，跳转到循环开始处。实际上foreach循环和while循环是一样的：

            while (enumerator.MoveNext())
            {
                object current = enumerator.Current;
            }

foreach循环除了可以提供简化的语法外，还有另外两个优势：

自动将代码置入try finally块
若类型实现了IDisposable接口，它会在循环结束后自动调用Dispose方法。

转自：《编写高质量代码改善C#程序的157个建议》陆敏技