更改 foreach 迭代变量以及 C# 和 C++/CLI 之间的实现差异

Question

考虑以下 C# 代码。

string[] stringArray = new string[10];
foreach (string s in stringArray)
    s = "a new string";  // Compiler error - Can't assign to foreach iteration variable

现在考虑以下有效 C++/CLI 代码。

array<String^>^ stringArray = gcnew array<String^>(10);
for each(String^% s in stringArray)
    s = "a new string"; 

当 foreach 与数组类型一起使用时，编译器会将其转换为正常的 for 循环。此实现对于 C# 和 C++/CLI 是相同的。所以我想知道 C++/CLI 是否可以允许这样做，为什么 C# 编译器不允许？

当类型不是数组时，此错误是有意义的，因为 foreach 将被编译为 GetEnumerator 调用并使用枚举器进行迭代。但我认为数组类型是可以允许的。

有什么想法吗？

附带说明一下，以下也是有效的 C++/CLI 代码，但不会产生预期的结果。

List<String^>^ stringList = gcnew List<String^>(10);
for each(String^% s in stringList)
    s = "a new string"; // I think this should be prevented by compiler as it makes no sense.

Answer 1

这里似乎存在三个不同的问题：

1. 为什么 C++ 允许为每个迭代变量分配一个 ？
2. 为什么 C# 没有？
3. 为什么 C++ 和 C# 编译器的行为不同？

答案相当简单：

1. 因为 C++ 团队没有决定明确禁止它，而且从技术上讲，迭代变量只是一个局部变量 - 它没有得到特殊对待。 p>

2. 因为 C# 团队确实决定禁止它，因为（很可能）他们认为这会导致错误或不正确的代码。分配给任何循环变量通常被认为是一种代码味道。

3. 因为C++团队和C#团队是不同的团队。 C++ 一直是一种让你搬起石头砸自己脚的语言，如果你愿意的话，甚至会把装满子弹的枪递给你。 C# 通常会尝试强制执行“正确代码”规则。

这里实际上可能还有另一个问题，那就是：

• 如果 C# 不允许赋值，为什么要把 foreach 编译成 for 呢？或者，相反 - 如果这就是它的编译方式，为什么不允许这样做？

这个问题实际上有两个答案：

• 因为它更快。 foreach 对 IEnumerable 进行操作，这需要实例化一个新的 IEnumerator 类。数组类型是编译器识别的特殊类型，因此如果编译器已经知道 IEnumerable 实际上是一个 Array，那么它会编译为索引访问，这要多得多更便宜。

  然而，这个小小的性能调整只是一个实现细节；它不是规范的一部分，如果您能够编写依赖于特定实现的代码，那么 C# 团队以后将无法在不破坏现有代码的情况下更改该实现。他们当然希望避免这种情况。

• 因为人们认为的方式实际上并不重要。如果您可以在 C# 中进行赋值，那么您实际上不会修改数组，而只会修改最初保存数组中某些内容的局部变量的内容。这又属于“使编写不正确的代码变得困难”的类别 - 如果构造确实允许您分配给变量，一些程序员可能会认为这实际上会改变集合，这是错误的。

我认为这应该很好地解释它。

Answer 2

这是因为 C# 使用了烟雾和镜子（即魔法）。您在 foreach 中返回的变量不是数组中的实际项目，它是由迭代对象创建的副本......或其他东西。我们真的不知道（我们确实知道，但我们必须打破抽象层并查看迭代器对象的实现。）

如果您想更改数组中的值，则必须直接处理数组的接口访问这些项目。在c++中会发生这种情况，但大多是错误的（很多c++都是这样，最初的实现实际上是宏和预处理）。在 C# 中，它被明确定义为不起作用——因此是一条编译器消息。 （请参阅规范中的第 5.3.3.16 节。）

Answer 3

我认为当您针对 C++ 情况陈述这一点时，您已经回答了自己的问题：

当foreach与数组类型一起使用时，编译器会将其转换为正常的for循环。

如果您将 C# 编码为 for 循环，则可以执行此操作。

此 MSDN 页面 上的评论解释了更多信息，但归结为这样一个事实：通过修改字符串，您正在更改集合的索引 - 这就是循环中断的原因。

Answer 4

回复霍根：
是的，它会制作一份副本。事实上，当我（今天）遇到它时，我指望它是一个可修改的副本：

foreach (string Token in tokenize(Command))
{
foreach (KeyValuePair<string, string> Replacement in TokensToReplace)
    {
    if (Token==Replacement.Key)
        {
        Token = Replacement.Value;
        }
    }
TokenList.Add(Token);
}

我认为不幸的是这不起作用。

Answer 5

Aaronaught，循环不必反转该函数，它只需创建一个字符串变量“Token”并使用 tokenize 中的值对其进行初始化。之后它与 tokenize 的任何内部结构都没有任何关系。
我想要了解的是，循环变量不应该是指向集合的魔术指针，而是由“string Token=”创建的对象，就像在 for 或 while 循环中创建的一样。

我不是试图修改某些内部集合值，而是覆盖局部变量。它不应该对集合中的数据产生影响，因为指向旧字符串的指针在分配后会丢失。

在 C++ 中它可以工作。