Цикл foreach в C#: полное руководство для начинающих

kirilljsx

Цикл foreach — это один из самых удобных инструментов для работы с массивами и коллекциями в C#. Если вы хотите обойти элементы массива без раздумий над индексами и границами, foreach — ваш лучший помощник. Он автоматически перебирает все элементы и присваивает каждый следующий элемент переменной, с которой вы можете работать прямо в теле цикла.

В этой статье разберёмся, как работает foreach, когда его использовать, какие есть нюансы, и посмотрим на реальные примеры. Материал подойдёт как новичкам, так и тем, кто хочет освежить знания и узнать о тонкостях.

Что такое foreach и как он работает

Цикл foreach — это инструмент для итерации по элементам коллекции без явного управления индексом. Вместо того чтобы писать обычный цикл for с счётчиком, вы просто говорите: «переберите все элементы в массиве и дайте мне каждый по очереди».

Ключевое слово in в конструкции foreach получает значение следующего элемента и присваивает его переменной в левой части выражения. На первой итерации переменной присваивается первый элемент, на второй — второй, и так далее, пока в коллекции не закончатся элементы. Количество выполнений цикла всегда равно количеству элементов в массиве или коллекции.

Почему это удобно? Забываете про индексы, не рискуете выйти за границы массива, код читается понятнее. Вместо сложной конструкции с условиями вы пишете ясный и лаконичный код.

Вот базовый синтаксис:

foreach (тип_переменной имя_переменной in коллекция)
{
    // ваш код для работы с переменной
}

Например:

char[] myArray = {'П','р','и','в','е','т'};
foreach(char ch in myArray)
{
    Console.WriteLine(ch);
}

Код выведет каждый символ на новой строке: П, р, и, в, е, т.

Примеры использования foreach в реальных задачах

Теория — хорошо, но практика — лучше. Давайте посмотрим, как foreach помогает решать конкретные задачи, которые часто встречаются в разработке.

Первый пример — просто выводим элементы массива. Это то, с чего обычно начинают. Допустим, у вас есть массив строк с названиями городов, и нужно вывести каждый на экран:

string[] cities = {"Москва", "Санкт-Петербург", "Казань"};
foreach(string city in cities)
{
    Console.WriteLine(city);
}

Вывод:

Москва
Санкт-Петербург
Казань

Второй пример — счётчик с условиями. Часто нужно не просто вывести элементы, а что-то с ними сделать. Вот классическая задача: дан массив, где ‘м’ означает мужчину, ‘ж’ — женщину. Нужно посчитать каждых:

char[] gender = {'м','ж','м','м','м','ж','ж','м','м','ж'};
int male = 0, female = 0;

foreach (char g in gender)
{
    if (g == 'м')
        male++;
    else if (g == 'ж')
        female++;
}

Console.WriteLine("Количество мужчин = {0}", male);
Console.WriteLine("Количество женщин = {0}", female);

Вывод:

Количество мужчин = 5
Количество женщин = 5

Третий пример — работа со списками (List). Foreach отлично работает не только с массивами, но и с более сложными коллекциями:

List<int> fibNumbers = new() { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 };
foreach (int element in fibNumbers)
{
    Console.Write($"{element} ");
}

Вывод:

0 1 1 2 3 5 8 13

Когда использовать foreach, а когда выбрать что-то другое

Foreach очень удобен, но это не значит, что его нужно использовать везде. Есть ситуации, когда лучше выбрать другой инструмент, и важно это понимать.

Используйте foreach когда:

Вам нужно обойти все элементы коллекции и сделать одно и то же для каждого
Вам не нужен индекс элемента
Вам не нужно изменять количество элементов во время итерации (удалять или добавлять элементы)
Вы работаете с любой коллекцией, которая поддерживает перечисление

Используйте обычный for когда:

Вам нужен доступ к индексу элемента
Вам нужна обратная итерация (от конца к началу)
Вы хотите пропускать элементы с определённым шагом
Вам нужен более тонкий контроль над процессом итерации

Используйте while когда:

Условие выхода из цикла не связано с перечислением элементов
Вы работаете с каким-то сложным логическим условием
Количество итераций заранее неизвестно

Вот таблица для быстрого сравнения:

Ситуация	Лучший выбор	Почему
Обход всех элементов подряд	foreach	Просто и понятно
Нужен индекс	for	Прямой доступ к счётчику
Обратная итерация	for с декрементом	foreach не поддерживает обратный порядок
Сложное условие выхода	while или for	Больше контроля
Работа с коллекциями	foreach	Универсален для всех типов

Специальные возможности и нюансы

C# постоянно развивается, и в foreach появились полезные дополнения, которые делают его ещё мощнее. Знание этих нюансов поможет вам писать более эффективный код.

Первый нюанс — модификатор ref. По умолчанию foreach работает с копией элемента. Если вы хотите изменить элементы прямо в коллекции, используйте ref:

Span<int> storage = stackalloc int;
int num = 0;
foreach (ref int item in storage)
{
    item = num++;
}

Теперь каждый элемент в storage будет изменён на месте. Без ref изменения не сохранились бы.

Второй нюанс — ref readonly. Если вы хотите убедиться, что элементы не будут изменены (например, для безопасности), используйте ref readonly:

Span<int> storage = stackalloc int;
foreach (ref readonly var item in storage)
{
    Console.Write($"{item} ");
}

Так вы гарантируете, что внутри цикла никто случайно не изменит элементы.

Третий нюанс — работа со сложными типами данных. Foreach работает с любыми коллекциями, которые реализуют интерфейс IEnumerable. Это значит, что вы можете использовать его не только с массивами и списками, но и с вашими собственными классами, если правильно их реализовать.

Основные рекомендации для работы с foreach:

Используйте var когда тип элемента понятен из контекста — код будет короче
Избегайте изменения коллекции во время итерации (это может привести к ошибкам)
Используйте ref если нужно изменять элементы напрямую
Помните про исключения — если внутри цикла возникнет ошибка, цикл прервётся
Цикл можно прерывать с помощью break и continue (как и в обычных циклах)

На что обратить внимание при переходе с других языков

Если вы пришли в C# из других языков программирования, вас может смутить синтаксис foreach. Давайте разберёмся, чем C# отличается от соседей.

Сравнение с C++. В C++ используется конструкция for (auto element : container). Синтаксис похож, но есть различие: в C++ по умолчанию создаётся копия элемента, а в C# для работы с ссылками нужно явно указать ref. Кроме того, C++ требует поддержки методов begin() и end() в контейнере, а C# просто требует интерфейс IEnumerable.

Сравнение с JavaScript. В JavaScript есть метод forEach() на массивах. Синтаксис совсем другой:

const numbers = [1, 2, 3, 4];
numbers.forEach((num) => {
    const square = num * num;
    console.log('Квадрат числа равен: ' + square);
});

В JavaScript это функциональный подход с callback-функциями, а в C# — это просто синтаксический сахар над обычной итерацией.

Общее для всех языков: концепция одна и та же — обойти элементы коллекции, но реализуется она по-разному. Понимание этого поможет вам быстрее переходить между языками.

Практические советы для повседневной работы

Это нужно знать, чтобы не наступать на грабли в реальных проектах. Пусть это будут короткие, но полезные примеры, которые помогут вам избежать типичных ошибок.

Ошибка № 1 — изменение коллекции во время итерации.

Это работает с обычным for, но не с foreach:

List<int> numbers = new() { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int num in numbers)
{
    if (num == 3)
        numbers.Remove(num); // ОШИБКА! InvalidOperationException
}

Чтобы это исправить, создайте копию перед итерацией или используйте обычный for в обратном порядке.

Ошибка № 2 — забывчивость про ref при попытке изменить элементы.

int[] arr = { 1, 2, 3 };
foreach (int x in arr)
{
    x = x * 2; // Это НЕ изменит исходный массив!
}

// Правильно:
foreach (ref int x in arr)
{
    x = x * 2; // Теперь изменения сохранятся
}

Совет № 1 — используйте break и continue как в обычных циклах.

Эти команды работают и в foreach. break полностью выходит из цикла, continue пропускает текущую итерацию и переходит к следующей:

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int num in numbers)
{
    if (num == 3)
        continue; // пропустим 3
    if (num == 4)
        break; // выйдем на 4
    Console.WriteLine(num); // выведет только 1 и 2
}

Совет № 2 — foreach работает с любыми коллекциями, не только с массивами.

Диапазоны, очереди, стеки, словари — везде работает foreach, если коллекция реализует IEnumerable. Это делает код универсальным и красивым.

Совет № 3 — комбинируйте с LINQ для мощных операций.

Если нужно что-то посложнее, часто вместо foreach используют LINQ:

List<int> numbers = new() { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(x => x % 2 == 0);
foreach (int num in evenNumbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

Итоги и направления развития

Foreach — это один из фундаментальных инструментов в C#, который вы будете использовать практически в каждом проекте. Главное его преимущество в том, что он абстрагирует вас от деталей итерации и позволяет сосредоточиться на логике решения задачи.

Когда вы станете более опытным разработчиком, вы начнёте замечать, что во многих случаях вместо foreach можно использовать LINQ-операции (Select, Where, FirstOrDefault и так далее) для более декларативного и функционального стиля кода. Но это не значит, что foreach устарел — просто инструментов для решения одной задачи в C# несколько, и выбирать нужно с учётом контекста и предпочтений команды.