最后，是什么触发了捕获变量的新实例？答案

【问题标题】：In closure, what triggers a new instance of the captured variable?最后，是什么触发了捕获变量的新实例？
【发布时间】：2013-11-21 10:39:42
【问题描述】：

我正在阅读 Jon Skeet 的 C# in Depth。

在第 156 页，他有一个示例，清单 5.13 “使用多个委托捕获多个变量实例化”。

List<ThreadStart> list = new List<ThreadStart>();

for(int index=0; index < 5; index++;)
{
    int counter = index*10;
    list.Add(delegate
          {
              Console.WriteLine(counter);
              counter++;
          }
        );
}

foreach(ThreadStart t in list)
{
    t();
}

list[0]();
list[0]();
list[0]();

list[1]();

在此列表之后的解释中，他说“在这种情况下，每个委托实例都捕获了不同的变量。”

我非常了解这一点，因为我知道每次关闭变量时，编译器都会生成 IL，将其封装在一个新类中，该类专门用于捕获该变量（本质上使其成为引用类型，以便值它指的是不会被当前执行范围的堆栈帧破坏）。

然后他谈到如果我们直接捕获 index 而不是创建 counter 变量会发生什么 - “所有代表都将共享同一个变量”。

这个我不明白。 index 不是和counter 在同一个范围内吗？为什么编译器不会同时为每个委托创建一个新的 index 实例？

注意：我想我是在输入这个问题时想出来的，但我会把这个问题留在这里以供后代使用。我认为答案是index 实际上与counter 在不同的范围内。索引本质上是在 for 循环“外部”声明的……每次都是同一个变量。

查看为for 循环生成的IL，它证明变量是在循环外声明的（length 和i 是在for 循环声明中声明的变量）。

.locals init (
    [0] int32 length,
    [1] int32 i,
    [2] bool CS$4$0000
)

IL_0000: nop
IL_0001: ldc.i4.s 10
IL_0003: stloc.0
IL_0004: ldc.i4.0
IL_0005: stloc.1
IL_0006: br.s IL_001b
// loop start (head: IL_001b)
    IL_0008: nop
    IL_0009: ldloca.s i
    IL_000b: call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString()
    IL_0010: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
    IL_0015: nop
    IL_0016: nop
    IL_0017: ldloc.1
    IL_0018: ldc.i4.1
    IL_0019: add
    IL_001a: stloc.1

    IL_001b: ldloc.1
    IL_001c: ldloc.0
    IL_001d: clt
    IL_001f: stloc.2
    IL_0020: ldloc.2
    IL_0021: brtrue.s IL_0008
// end loop

我认为这本书在这个主题上可能做得更好的一件事是真正解释了编译器正在做什么，因为如果您了解编译器正在将封闭变量包装在一个新类中，那么所有这些“魔法”都是有意义的。

请纠正我可能有的任何误解或误解。另外，请随时详细说明和/或添加我的解释。

【问题讨论】：

Capture 永远不会创建新变量。正是计数器变量的声明创建了一个新变量。不，它们的范围不同，我相信这就是 Jon 想要展示的。每个循环计数器都超出范围，在这种情况下这是一件好事。但是索引不能超出范围，否则你没有什么可增加的。
阿伦。我明白你的意思了。这个问题自己回答了......新实例的创建与其他所有情况相同。起初我真的很困惑，因为我认为 counter 和 index 在同一个范围内，直到我查看 IL。
@RichardDesLonde：除了查看 IL 之外，还可以考虑查看语言规范，该规范在第 3.7 节“在 a 的 for-initializer 中声明的局部变量的范围for 语句是 for 初始化器、for 条件、for 迭代器和 for 语句的包含语句。”显然，在包含语句中声明的变量的范围是包含语句本身。因此范围不同；嵌套，是的，但不同。
谢谢埃里克。我想我需要为规范添加书签，以便快速参考。
@RichardDesLonde：我的建议是你们都下载 Word 文档表单，并获得一份带注释的打印规范“C# 编程语言”的副本。我博客的侧边栏中有一个链接，ericlippert.com。注释版有我、Jon Skeet、Bill Wagner 等人的有趣评论。

标签： c# closures

【解决方案1】：

听起来您已经找到了答案 - 您不会在每次循环中都获得一个新的 index 实例。如果您考虑允许在循环内修改 index 值的方式 - 例如。如果你想跳过项目，你可以增加它，在某些情况下将它设置回零，或者任何你喜欢的东西 - 应该清楚你只有一个 index 的实例，而不是每次迭代的新实例.

另一方面，每次迭代都会创建一个新的counter - 如果您在该循环的底部对其进行了更改，它将不会影响下一次迭代使用的counter 变量。

foreach 循环用于重用其循环变量，与for 循环相同，这是人们常见的问题 - 请参阅Is there a reason for C#'s reuse of the variable in a foreach?

Eric Lippert explains 他们在 C# 5 中更改了 foreach 以每次都获得一个新变量，并且他们将按原样离开 for。

【讨论】：

【解决方案2】：

据我所知，闭包。是匿名委托触发为委托代码块中涉及的变量创建一个类。考虑以下代码：

class SomeClass
{
    public int counter;

    public void DoSomething()
    {
        Console.WriteLine(counter);
        counter++;
    }
}

//... 

List<ThreadStart> list = new List<ThreadStart>();

for (int index = 0; index < 5; index++)
{
    var instance  = new SomeClass { counter = index * 10 };
    list.Add(instance.DoSomething);
}

foreach (ThreadStart t in list)
{
    t();
}

此代码与原始示例中的完全相同。变量instance 是在for 循环内部定义的，因此它的作用域在每次迭代时结束，但是它不会被垃圾收集器释放，因为它被list 引用。这就是在匿名委托的情况下创建类的原因。否则你不能这样做。

【讨论】：