C# - Language - for, foreach statement (for, foreach 문)

1. Introduction

• for, foreach 문은 이하 블록을 반복 실행한다.
• for, foreach의 실행 차이점은 아래와 같다.
  • for : 주어진 조건식이 true일 때 실행
  • foreach : 주어진 컬렉션 전체 실행
• 반복문에서는 break 문, continue 문을 통해 반복 중단 또는 다음 반복 실행을 할 수 있다.

2. for 문

• for 문은 주어진 조건식이 true일 때 블록을 실행한다.
• for 문의 구성은 아래와 같다.

    for ( initializer; condition; iterator)
    {
    }

  • initializer
    • for 문의 최초 진입 시 1회 실행된다.
    • 일반적으로 루프 초기화 요소를 설정한다.
    • initializer에 선언된 변수는 루프 외부에서 접근할 수 없다.
  • condition
    • 루프 실행을 위한 조건을 지정한다.
    • 조건식은 boolean 식으로 설정하며, true일 때 실행된다.
  • iterator
    • 루프 블록 실행 후 수행하는 작업을 정의한다.
    • iterator 섹션에는 다음 식이 포함될 수 있다.
      • 증감 연산
      • 할당
      • 메서드 호출
      • await
      • new
• for 문의 condition을 제외한 각 섹션에는 여러 개의 식이 포함될 수 있다.
  • initializer : 루프 변수를 선언하지 않는 경우 여러 개의 식 사용 가능

2.1. Example

• 가장 간단한 for 문의 형태는 아래와 같다.

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Console.WriteLine(i);
    }
  
    /* output:
    0
    1
    2
    3
    4
    */

• 각 섹션에 여러 개의 식이 포함될 수 있다는 특성을 이용하여 아래와 같이 for 문을 구성할 수도 있다.

    int first = 1, last = 1, fibonacci = 0;
    for (Console.WriteLine("Start - "), Console.WriteLine($"first : {first}, last : {last}, fibonacci : {fibonacci}");
        fibonacci < 50;
        first = last, last = fibonacci, Console.WriteLine($"fibonacci : {fibonacci}"))
    {
        fibonacci = first + last;
    }
  
    /* output:
    Start -
    first : 1, last : 1, fibonacci : 0
    fibonacci : 2
    fibonacci : 3
    fibonacci : 5
    fibonacci : 8
    fibonacci : 13
    fibonacci : 21
    fibonacci : 34
    fibonacci : 55
    */

3. foreach 문

• foreach 문은 컬렉션의 요소를 반복하여 실행한다.
• IEnumerable, IEnumerable<T>, Span<T> 등을 지원한다.
• 구체적으로 foreach 문이 지원하는 형식은 아래와 같다.
  • GetEnumerator 메서드 구현
  • GetEnumerator 메서드의 반환 형식이 IEnumerator를 구현
  • GetEnumerator 메서드의 반환 형식이 public Current 속성과 bool을 반환하는 MoveNext 메서드를 구현
• foreach 문의 구성은 아래와 같다.

    foreach(T item in collection)
    { 
    }

  • item
    • collection의 각 요소
  • collection
    • 요소를 반복하여 실행할 컬렉션

3.1. Example

• 간단한 foreach 문의 형태는 다음과 같다.

    List<char> chars = ['H', 'E', 'L', 'L', 'O'];
  
    foreach(char item in chars)
    {
        Console.Write(item);
    }
  
    /* output:
    HELLO
    */

• 다음과 같이 foreach 문을 실행할 컬렉션이 비어있는 경우, 실행하지 않고 건너뛴다.

    List<char> chars = [];
  
    foreach (char item in chars)
    {
        Console.Write("A");
    }
  
    /* output:
  
    */

• GetEnumerator 메서드 반환 형식의 Current 속성이 ref 형식인 경우 반복 변수에 ref 한정자를 사용할 수 있다.

    Span<int> ints = [1, 2, 3];
  
    foreach (ref int item in ints)
    {
        item++;
    }
  
    Console.WriteLine(string.Join(", ", ints.ToArray()));
  
    /* output:
    2, 3, 4
    */

• var 키워드를 이용하여 foreach 문에서 반복 변수의 형식을 유추할 수도 있다.

    List<char> chars = ['H', 'E', 'L', 'L', 'O'];
  
    foreach (var item in chars)
    {
        Console.Write(item);
    }
  
    /* output:
    HELLO
    */

3.2. await foreach

• await 연산자를 foreach 문에 적용하여 컬렉션을 비동기적으로 접근할 수 있다.

• 기본적으로 각 요소는 진입 컨텍스트에서 처리된다.
  작업 컨텍스트를 유지하고 싶다면, ConfigureAwait 메서드의 continueOnCapturedContext를 false로 설정하여 진입 컨텍스트로 돌아오지 않을 수 있다.

• await foreach 문이 지원하는 형식은 다음과 같다.

  • IAsyncEnumerable<T>를 구현하는 형식
  • GetAsyncEnumerator 메서드를 구현한 형식
    • 반환 형식이 public Current 속성 구현
    • 반환 형식의 MoveNextAsync 메서드가 Task<bool>, ValueTask<bool>을 반환하거나 awaiter의 GetResult 메서드가 bool을 반환

• await foreach 문은 아래와 같이 사용한다.

    public async Task AwaitForeach()
    {
        await foreach(var response in GetResponseAsync())
        {
            Console.WriteLine(response);
        }
    }
  
    public async IAsyncEnumerable<HttpResponseMessage> GetResponseAsync(List<HttpRequestMessage> messages)
    {
        foreach (var message in messages)
        {
            var rtn = await client.SendAsync(message);
            yield return rtn;
        }
    }

4. 참조 자료

• 반복 문 - for, foreach
• IEnumerable
• IEnumerable<T>
• IEnumerator
• ConfigureAwait
• IAsyncEnumerable<T>
• Iterating with Async Enumerables in C# 8