C#中for和foreach的深入研究

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2025-09-20 01:36:01

在 C# 编程中，for 和 foreach 是最常用的遍历循环结构。它们的出现大大简化了集合的遍历操作，但在实际开发中，我们选择使用时并未充分考虑它们之间的区别，往往只是凭习惯来决定用哪个。实际上，for 和 foreach 在语法结构、性能、可读性、适用场景等方面都有显著的区别。

一、for 循环深入分析 1. for 循环的语法结构

for 循环的基本语法如下：

for (初始化表达式; 条件表达式; 迭代表达式) { // 循环体 }

初始化表达式：在循环开始前执行一次，通常用于初始化控制变量。条件表达式：在每次迭代前进行判断，返回 true 则继续执行，返回 false 则终止循环。迭代表达式：在每次循环结束后执行，通常用于递增或递减循环变量。

2. for 循环的灵活性（1）指定步长

for 循环可以通过迭代表达式自定义步长：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < numbers.Length; i += 2) { Console.WriteLine(numbers[i]); }

（2）倒序遍历

可以直接从数组末尾向前遍历：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = numbers.Length - 1; i >= 0; i--) { Console.WriteLine(numbers[i]); }

（3）跳跃遍历

如果需要间隔遍历集合，for 循环可以轻松实现：

string[] items = { "A", "B", "C", "D", "E" }; for (int i = 0; i < items.Length; i += 2) { Console.WriteLine(items[i]); }

3. for 循环可以修改集合元素

在使用索引的情况下，可以直接修改集合中的元素：

string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" }; for (int i = 0; i < names.Length; i++) { names[i] = names[i].ToUpper(); } Console.WriteLine(string.Join(", ", names));

4. 性能测试

在对大数据量集合进行遍历时，for 循环的性能通常比 foreach 更好。原因是 for 直接通过索引访问数据，而 foreach 需要通过迭代器访问。

性能测试代码：

List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 1000000).ToList(); var sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); for (int i = 0; i < numbers.Count; i++) { int temp = numbers[i]; } sw.Stop(); Console.WriteLine($"for: {sw.ElapsedMilliseconds} ms"); sw.Restart(); foreach (var num in numbers) { int temp = num; } sw.Stop(); Console.WriteLine($"foreach: {sw.ElapsedMilliseconds} ms"); 三、for 和 foreach 的详细对比特性forforeach可修改元素✅❌倒序遍历✅❌跳跃遍历✅❌简洁性❌✅性能⭐⭐⭐⭐⭐可读性⭐⭐⭐⭐越界安全性❌✅

二、foreach 循环深入分析 1. foreach 循环的语法结构

foreach 语法更简洁：

foreach (var item in 集合) { // 循环体 }

2. foreach 的简洁性

直接读取元素，不需要关心索引：

string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" }; foreach (var name in names) { Console.WriteLine(name); }

3. foreach 的迭代安全性

假设集合长度改变，for 会导致越界异常，而 foreach 不会：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3 }; foreach (var num in numbers) { Console.WriteLine(num); }

4. foreach 不能直接修改集合元素 List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3 }; foreach (var num in numbers) { // num *= 2; // 编译错误 }

若要修改集合元素，可以使用索引或 List<T>.Select 生成新集合。

5. foreach 的性能劣势