C# 中的 lambda 如何绑定到 foreach 中的枚举器？

Question

我刚刚遇到了最意想不到的行为。我确信它以这种方式工作是有充分理由的。有人可以帮忙解释一下吗？

考虑一下这段代码：

var nums = new int[] { 1, 2, 3, 4 };
var actions = new List<Func<int>>();

foreach (var num in nums)
{
    actions.Add(() => num);
}

foreach (var num in nums)
{
    var x = num;
    actions.Add(() => x);
}

foreach (var action in actions)
{
    Debug.Write(action() + " ");
}

输出对我来说有点令人惊讶：

4 4 4 4 1 2 3 4 

显然 lambda 引用枚举器的方式发生了一些变化。在 foreach 的第一个版本中，“num”实际上绑定到“Current”，而不是它返回的结果吗？

Answer 1

这是关于 lambda 的众所周知且既定的行为，尽管对于那些第一次遇到它的人来说常常会感到惊讶。根本问题是您对 lambda 是什么的心智模型不太正确。

lambda 是一个在调用之前不会运行的函数。您的闭包绑定了对该 lambda 实例的引用，而不是值。当您在最终的 foreach 循环中执行操作时，这是您第一次真正遵循封闭引用来查看它是什么。

在第一种情况下，您引用 num，此时 num 的值为 4，因此您的所有输出当然都是 4。在第二种情况下，每个 lambda 都绑定到本地的不同值每次都会执行循环，并且该值不会更改（它不会仅仅因为 lambda 引用而被 GC 处理。）因此，您会得到您期望的答案。

本地临时值的闭包实际上是从 lambda 内的某个时间点捕获特定值的标准方法。

Adam 的 链接Eric Lippert 的博客提供了对正在发生的事情的更深入（并且技术上准确）的描述。

Answer 2

请参阅 埃里克Lippert 关于此问题的博客文章；它与迭代器变量在代码中如何确定作用域以及如何应用于 lambda 闭包和提升函数有关。

Answer 3

由于 foreach 构造只是语法糖，因此最好以它的真实形式来考虑它。

int num;
while (nums.MoveNext())
{
    num = nums.Current;
    actions.Add(() => num);
}

lambda 将捕获 num 变量，因此当您执行 lambda 时，将使用 num 的最新值。

Answer 4

这是因为以下两件事：
1) 委托保存外部变量的上下文（范围）
2) 第一个 foreach 循环将仅编译声明一个“num”变量。
3）惰性评估

第一个周期中添加的每个委托都会将相同的 num 变量保存到作用域中。由于惰性评估，您将在第一个周期完成后运行委托，因此保存到委托范围的 num veraible 等于 4。

Answer 5

请参阅关于 lambda、捕获和可变性