有句俗語：百姓日用而不知。我們c#程序員很喜歡，也非常習慣地用foreach。今天呢，我就帶大家一起探索foreach，走，開始我們的旅程。
一、for語句用地好好的，為什么要提供一個foreach?
for (var i = 0; i < 10; i++)
{
//to do sth
}
foreach (var n in list)
{
//to do sth
}
|
首先，for循環(huán)，需要知道循環(huán)的次數(shù)，foreach不需要。其次，for循環(huán)在遍歷對象的時候，略顯麻煩，還需要通過下標索引找到當前對象，foreach不需要這么麻煩，顯得更優(yōu)雅。最后，for循環(huán)需要知道集合的細節(jié)，foreach不需要知道。
這一切的好處，得益于微軟的封裝，那我們看看foreach生成的IL代碼：
IL_00a7: callvirt instance valuetype
[System.Collections]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator<!0>
class [System.Collections]System.Collections.Generic.List`1<int64>::GetEnumerator() .try { IL_00ae: br.s IL_00c9 IL_00b0: ldloca.s V_10 IL_00b2: call instance !0 valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator<int64>::get_Current()
IL_00cb: call instance bool valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator<int64>::MoveNext() IL_00d0: brtrue.s IL_00b0 IL_00d2: leave.s IL_00e3 } // end .try finally { IL_00d6: constrained. valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator<int64> IL_00dc: callvirt instance void [System.Runtime]System.IDisposable::Dispose() IL_00e1: nop IL_00e2: endfinally } // end handlers
怎樣的對象才能使用foreach呢？從微軟的文檔上看，實現(xiàn)了IEnumerable接口的對象，可以使用foreach，此接口只定義了一個方法：public System.Collections.IEnumerator GetEnumerator (); 有意思的是，它返回了一個IEnumerator接口，再看看這個接口：
有一個屬性：Current兩個方法MoveNext()、Reset()，現(xiàn)在我們回過頭來看看生成的IL代碼，真相大白。foreach只不過是個好吃的語法糖而已，編譯器幫我們做好了一切。和直接寫foreach類似的用法還有一個，就是對象的Foreach方法：
list.ForEach(n => { //to do sth }); 那問題就來了，都是foreach，我該用哪個？
忍不住看看微軟的源碼：
internal void ForEach(Action<T> action)
{
foreach (T x in this)
{
action(x);
}
} 其實，就是定義了一個委托，我們把想要做的事情定義好，它來執(zhí)行。這和直接使用foreach有何區(qū)別？我又忍不住好奇心，寫了一段代碼，比較了for和foreach的性能，先上結果：
說明下，最后一個是對象調(diào)用Foreach方法。數(shù)據(jù)反映的是隨著數(shù)據(jù)規(guī)模下降，看運行時間有什么變化。從1億次循環(huán)到1萬次循環(huán)，耗時從幾百毫秒到1毫秒以內(nèi)。從圖上，明顯能看出性能差異，是從千萬級別開始，for的性能最好，其次是對象的Foreach方法，最后是foreach。
for和foreach的性能差異，我們尚且能理解，但是對象的Foreach和直接foreach差異從何而來？我冥思苦想，百思不得其解。我試圖從內(nèi)存分配和垃圾回收的機制方向去理解，但是沒有突破。我想著，直接foreach耗時，是不是因為，它多執(zhí)行了什么東西，比如說多分配了一些變量，比如說，內(nèi)存中這么大數(shù)據(jù)量，垃圾回收機制，不可能無動于衷，是不是垃圾回收機制導致的程序變慢，進而影響了性能。
我在循環(huán)完后，強行執(zhí)行了一次GC，才釋放了13.671875k，說明循環(huán)中，執(zhí)行GC也沒有什么意義，回收不了垃圾，但是如果循環(huán)中，頻繁執(zhí)行GC，確實會導致程序沒法好好地運行。垃圾回收機制，會把不再引用的對象釋放，而整個循環(huán)過程中，對象都在List中，所以GC應該不會運行。
那親愛的程序員朋友，你覺得對象的Foreach方法和直接Foreach的性能差異，是怎么產(chǎn)生的呢，歡迎討論，我把源碼貼出來。
using System;using System.Collections.Generic;using System.Diagnostics;using System.Text;
namespace MyConsole.Test{ public class ForeachTest { public static void Test(long num) { Console.WriteLine("當前數(shù)據(jù)規(guī)模：" + num);
DateTime start = DateTime.Now;
for (var i = 0; i < num; i++) { var t = (i + 1) * 100 + 1; }
DateTime end = DateTime.Now;
var costTime = end.Subtract(start).TotalMilliseconds;
Console.WriteLine("for cost time:" + costTime + " ms");
List<long> list = new List<long>(); for (var i = 0; i < num; i++) { list.Add(i); }
start = DateTime.Now;
foreach (var n in list) { var t = (n + 1) * 100 + 1; }
end = DateTime.Now;
costTime = end.Subtract(start).TotalMilliseconds;
Console.WriteLine("foreach cost time:" + costTime + " ms");
start = DateTime.Now;
list.ForEach(n => { var t = (n + 1) * 100 + 1; });
end = DateTime.Now;
costTime = end.Subtract(start).TotalMilliseconds;
Console.WriteLine("obj foreach cost time:" + costTime + " ms");
Console.WriteLine("--------------------------------------------"); Console.WriteLine(""); } }}
放到Main方法里：
long[] nums = { 100000000, 10000000, 1000000, 100000, 10000, };
foreach (int num in nums) { for (int i = 0; i < 5; i++) { ForeachTest.Test(num); } } Console.ReadLine();
最后注意一點的是，foreach循環(huán)里面，不能隨便添加或者刪除元素，如果允許的話，程序將很難控制，而且非常容易出錯，所以微軟不允許這么干。
該文章在 2023/5/18 15:19:27 編輯過
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