C# ラムダ式でローカル変数を使用するとどうなるのかやってみた

はじめに

C# ラムダ式で（ラムダ式の外側の）ローカル変数を使用するとどうなるのか気になり、やってみました。

本記事は実験的な内容であり、この実装方法を推奨するものではありません。実用的な内容でもありません。
（どちらかというと、うっかり書かないように気を付けましょうという内容です。）

実験１

下記のプログラムを実行し、ボタンをクリックするとコンソールに何が表示されるでしょうか？

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

class LambdaSample : Form
{
    static readonly int N = 3;
    Button[] btn;

    LambdaSample()
    {
        btn = new Button[N];

        for(int i=0;i<N;i++)
        {
            btn[i] = new Button(){
                Location = new Point(0, 30*i),
                Size = new Size(50, 25),
                Text = i.ToString(),
            };
            Controls.Add(btn[i]);
            btn[i].Click += (s,e)=>{Console.WriteLine(i);}; // ...(※)
        }
    }
    
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
        Application.Run(new LambdaSample());
    }
}

結果

いずれのボタンを押しても

3

が出力されます。
変数iが、for文を抜けても生き残っているようです。
（※のラムダ式(s,e)=>{...};からiが参照されているのでスコープを抜けても生き残っているよう。）

逆アセンブル結果

ILDASMで見てみると、<>c__DisplayClass3 という謎のクラスが生成され、iがフィールドとして存在しています。

ちなみに、(※)の部分のコードからiを削除すると下記のようになります。

実験２

btn[i].Click += (s,e)=>{Console.WriteLine(i);}; // ...(※)

の部分を

btn[i].Click += (s,e)=>{Console.WriteLine(i); i++;}; // ...(※)

にしてみると、
いずれかのボタンを押すたびに

3
4
5

と出力されます。つまり、i が生き残っていることが確認できます。