上一个建议中提到了foreach的两个优点:语法更简化,以及默认调用Dispose方法,所以我们强烈建议在实际的代码编写中更多地使用foreach。那么,问题出现了:该建议是否适合全部场景呢?答案显然是否定的。
foreach存在的一个问题是:它不支持循环时对集合进行增删操作。比如,运行下面的代码将会直接抛出异常InvalidOperationException:
List<int>list=new List<int>(){0,1,2,3};
foreach(int item in list)
{
list.Remove(item);
Console.WriteLine(item.ToString());
}
取而代之的方法是使用for循环:
List<int>list=new List<int>(){0,1,2,3};
for(int i=0;i<list.Count;i++)
{
list.Remove(list[i]);
Console.WriteLine(list[i].ToString());
}
foreach循环使用了迭代器进行集合的遍历,它在FCL提供的迭代器内部维护了一个对集合版本的控制。那么什么是集合版本?简单来说,其实它就是一个整型的变量,任何对集合的增删操作都会使版本号加1。foreach循环会调用MoveNext方法来遍历元素,在MoveNext方法内部会进行版本号的检测,一旦检测到版本号有变动,就会抛出InvalidOperationException异常。
如果使用for循环就不会带来这样的问题。for直接使用索引器,它不对集合版本号进行判断,所以不存在因为集合的变动而带来的异常(当然,超出索引长度这种情况除外)。
由于for循环和foreach循环在实现上有所不同(前者索引器,后者迭代器),因此关于两者性能上的争议从来没有停止过。但是,即使有争议,双方却都承认两者在时间和内存上存在损耗,尤其是针对泛型集合时,两者的损耗是在同一个数量级别上的。本建议不打算写测试代码来比较两者的效率,不妨撇开争议,来看看它们的具体实现到底是怎么样的。
以类型List<T>为例,索引器如下所示:
public T this[int index]
{
[TargetedPatchingOptOut
("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
get
{
if(index>=this._size)
{
ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
}
return this._items[index];
}
}
迭代器如下所示:
public bool MoveNext()
{
List<T>list=this.list;
if((this.version==list._version)&&(this.index<list._size))
{
this.current=list._items[this.index];
this.index++;
return true;
}
return this.MoveNextRare();
}
public T Current
{
[TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of
method across NGen image boundaries")]
get
{
return this.current;
}
}
可以看到,List<T>类型内部维护着一个泛型数组:
private T[]_items;
无论是for循环还是foreach循环,内部都是对该数组的访问,而迭代器仅仅是多进行了一次版本检测。事实上,在循环内部,两者生成的IL代码也是差不多的。但是,正如本建议刚开始提到的那样,因为版本检测的缘故,foreach循环并不能代替for循环。