C# foreach 迴圈深度解析：語法、集合介面契約、唯讀語意與效能

語法結構

foreach (Type variable in enumerable)
    statement;

// 等價展開 (簡化版)
IEnumerator enumerator = enumerable.GetEnumerator();
try {
    while (enumerator.MoveNext()) {
        Type variable = (Type)enumerator.Current;
        statement;
    }
}
finally {
    (enumerator as IDisposable)?.Dispose();
}

集合型別契約：鴨子類型

C# foreach 不要求實作 IEnumerable，只需符合模式：

這叫「鴨子類型」：長得像列舉器就能用，不必繼承介面。但實作 IEnumerable/IEnumerable<T> 可獲得 LINQ、標準庫互通性。

迴圈變數唯讀語意

foreach (var item in list)
{
    item = newObj;        // CS1656: 無法指派給 foreach 迴圈變數
    item.Property = 123;  // 允許：修改參考型別物件內容
    // 實值型別則完全不可修改 (複製品)
}

• item 是唯讀區域變數
• 不可作為 ref/out 參數傳遞
• 參考型別：變數唯讀，但物件內容可修改

型別轉換規則

IEnumerable

常見陷阱

• 修改集合內容：foreach 中 list.Add/Remove → InvalidOperationException (列舉器偵測版本變更)
• 實值型別列舉器：List<T>.Enumerator 為 struct，foreach 複製列舉器，若手動 GetEnumerator() 忘記 using 可能導致邏輯錯誤
• 捕捉迴圈變數：C# 5.0+ foreach 變數每次迴圈重新宣告，Lambda 捕捉正確；for 迴圈變數共享，需手動複製

總結

foreach 是 C# 遍歷集合的標準語法，語意清晰、支援鴨子類型、迴圈變數唯讀、陣列有編譯器優化。理解列舉器模式、唯讀語意、效能特性，能寫出正確且高效的迴圈程式碼。

1. 上一篇文章： C# 前置處理器指令：#define、#undef 符號定義與作用域規則
2. 下一篇文章： C# for 迴圈完整指南：語法結構、巢狀迴圈、跳轉控制與實戰範例

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