Effective C# 原則 11：優先使用 foreach 迴圈（上）

三種迴圈寫法比較

int[] foo = new int[100];

// 1. foreach（推薦）
foreach (int i in foo) Console.WriteLine(i);

// 2. for + Length 屬性存取
for (int i = 0; i < foo.Length; i++) Console.WriteLine(foo[i]);

// 3. for + 快取 Length（C/C++ 風格，❌ 最差）
int len = foo.Length;
for (int i = 0; i < len; i++) Console.WriteLine(foo[i]);

為何寫法 3 最差？

CLR 安全機制：每次陣列存取皆做邊界檢查。JIT 嘗試將檢查移出迴圈（Hoisting），但寫法 3 將 len 抽離導致 JIT 無法證明 i < foo.Length 恆真，反而產生雙重邊界檢查：

// 實際產生的邏輯
for (int i = 0; i < len; i++)
{
    if (i < foo.Length) // 檢查 1：len 版本
        Console.WriteLine(foo[i]);
    else
        throw new IndexOutOfRangeException(); // 檢查 2：實際陣列長度
}

foreach / 寫法 2 為何較快

• JIT 識別標準模式，將邊界檢查提升至迴圈外
• 單次檢查保證全迴圈安全
• C# 1.0 曾因裝箱導致 foreach 較慢，現代版本已最佳化（陣列不經 IEnumerator）

foreach 編譯器展開

// 陣列：直接產生 for 迴圈，無裝箱
for (int i = 0; i < foo.Length; i++)
    Console.WriteLine(foo[i]);

// 集合：使用 IEnumerator
var enumerator = collection.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
{
    var item = (T)enumerator.Current; // 參考型別無裝箱，值型別有裝箱
    Console.WriteLine(item);
}

核心建議

預設使用 foreach。它語意清晰、自動最佳化、免手動管理索引與邊界。只有需要索引、反向、跳躍遍歷時才用 for。