c#中容易被忽視的foreach
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語句用的好好的，為什麼要提供一個foreach?
for (var i = 0; i < 10; i++)
{
//to do sth
}
foreach (var n in list)
{
//to do sth
}
首先，for循環，需要知道循環的次數，foreach不需要。其次，for循環在遍歷對象的時候，略顯麻煩，還需要通過下標索引找到當前對象，foreach不需要這麼麻煩，顯得更優雅。最後，for循環需要知道集合的細節，foreach不需要知道。
這一切的好處，得益於微軟的封裝，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和兩個方法MoveNext()、Reset()，現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，就是定義了一個委託，我們把想要做的事情定義好，它來執行。這和直接使用foreach有何區別？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，最後一個是對象調用Foreach方法。數據反映的是隨着數據規模下降，看運行時間有什麼變化。從1億次循環到1萬次循環，耗時從幾百毫秒到1毫秒以內。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，最後是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。我試圖從內存分配和垃圾回收的機制方向去理解，但是沒有突破。我想着，直接foreach耗時，是不是因為，它多執行了什麼東西，比如說多分配了一些變量，比如說，內存中這麼大數據量，垃圾回收機制，不可能無動於衷，是不是垃圾回收機制導致的程序變慢，進而影響了性能。
我在循環完後，強行執行了一次GC，才釋放了13.671875k，說明循環中，執行GC也沒有什麼意義，回收不了垃圾，但是如果循環中，頻繁執行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，是怎麼產生的呢，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("當前數據規模：" + 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();
最後注意一點的是，foreach循環裏面，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，所以微軟不允許這麼干。
