C# 迭代器与yield关键字
迭代器模式是设计模式的一种，因为其运用的普遍性，很多语言都有内嵌的原生支持
在.NET中，迭代器模式是通过IEnumerator、IEnumerable两个接口（有非泛型和泛型2种版本）来封装的
迭代器模式的一个重要方面是：不是一次返回所有数据，而是每次调用只返回一个元素
Array、IEnumerable和IEnumerator之间关系如下：
foreach遍历
① Array、集合容器类派生于IEnumerable接口类（该类中含有一个IEnumerator GetEnumerator()接口函数），Array、集合容器类实现了该函数，这使得foreach可对其进行遍历
注：不需要从IEnumerable派生，只要类实现了IEnumerator GetEnumerator()函数，就可以使用foreach遍历该类中的元素
② IEnumerator定义了Current属性来返回游标所在的元素，MoveNext方法移动到下一个元素（若有元素则返回true，若到达末尾则返回false），Reset方法是将游标重置到第一项的位置
int[] IntArray = new int[] { , , };
foreach (int n in IntArray)
{
Console.WriteLine(n);
}
// 上面的foreach等价于下方的代码实现
IEnumerator e = IntArray.GetEnumerator();
try
{
while (e.MoveNext())
{
Console.WriteLine((int)e.Current);
}
}
finally
{
var disposable = e as IDisposable;
if (disposable != null)
{
disposable.Dispose();
}
}
在C#1.0中，创建IEnumerator枚举器需要写大量的代码。C#2.0添加了yield语句，让编译器自动创建IEnumerator枚举器。
yield return语句返回集合的一个元素，并移动到下一个元素上。yield break可停止迭代。
非泛型版本IEnumerator
class EnumeratorTest
{
public IEnumerator GetEnumerator()
{
yield return ;
yield return "Good";
}
} EnumeratorTest eTest = new EnumeratorTest();
foreach (object o in eTest)
{
Console.WriteLine(o);
}
编译后生成的代码如下：
class EnumeratorTest
{
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return new GenerateEnumerator();
} private sealed class GenerateEnumerator : IEnumerator<object>, IEnumerator, IDisposable
{
// Fields
private int state;
private object current; // Methods
public GenerateEnumerator(int state)
{
this.state = state;
} bool IEnumerator.MoveNext()
{
switch (this.state)
{
case :
this.state = -;
this.current = ;
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
this.current = "Good";
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
break;
}
return false;
} void IEnumerator.Reset()
{
throw new NotSupportedException();
} void IDisposable.Dispose()
{
} // Properties
object IEnumerator<object>.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
object IEnumerator.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
}
} EnumeratorTest eTest = new EnumeratorTest();
IEnumerator e = eTest.GetEnumerator();
try
{
while (e.MoveNext())
{
Console.WriteLine(e.Current);
}
}
finally
{
var disposable = e as IDisposable;
if (disposable != null)
{
disposable.Dispose();
}
}
泛型版本IEnumerator<T>
class EnumeratorTest2
{
private bool m_bBreak; public EnumeratorTest2(bool bBreak)
{
m_bBreak = bBreak;
} public IEnumerator<string> GetEnumerator()
{
yield return "Hello";
if (m_bBreak)
{
yield break;
}
yield return "World";
}
} EnumeratorTest2 eTest2 = new EnumeratorTest2(true);
IEnumerator<string> e2 = eTest2.GetEnumerator();
while (e2.MoveNext())
{
Console.WriteLine(e2.Current);
}
编译后生成的代码如下：
class EnumeratorTest2
{
private bool m_bBreak; public EnumeratorTest2(bool bBreak)
{
m_bBreak = bBreak;
} public IEnumerator<string> GetEnumerator()
{
GenerateEnumerator2 e2 = new GenerateEnumerator2();
e2.eTest2 = this;
return e2;
} private sealed class GenerateEnumerator2 : IEnumerator<string>, IEnumerator, IDisposable
{
// Fields
private int state;
private string current; public EnumeratorTest2 eTest2; // Methods
public GenerateEnumerator2(int state)
{
this.state = state;
} bool IEnumerator.MoveNext()
{
switch (this.state)
{
case :
this.state = -;
this.current = "Hello";
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
if (eTest2.m_bBreak)
{
break;
}
this.current = "World";
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
break;
}
return false;
} void IEnumerator.Reset()
{
throw new NotSupportedException();
} void IDisposable.Dispose()
{
} // Properties
string IEnumerator<string>.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
object IEnumerator.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
}
} EnumeratorTest2 eTest2 = new EnumeratorTest2(true);
IEnumerator<string> e2 = eTest2.GetEnumerator();
while (e2.MoveNext())
{
Console.WriteLine(e2.Current);
}
非泛型版本IEnumerable
class EnumeratorTest3
{
public IEnumerable Test1()
{
yield return ;
yield return ;
}
} EnumeratorTest3 eTest3 = new EnumeratorTest3();
foreach (object o in eTest3.Test1())
{
Console.WriteLine(o);
}
编译后生成的代码如下：
class EnumeratorTest3
{
public IEnumerable Test1()
{
return new GenerateEnumerable3();
} private sealed class GenerateEnumerable3 : IEnumerable<object>, IEnumerable, IEnumerator<object>, IEnumerator, IDisposable
{
// Fields
private int state;
private int current; // Methods
public GenerateEnumerable3(int state)
{
this.state = state;
} bool IEnumerator.MoveNext()
{
switch (this.state)
{
case :
this.state = -;
this.current = ;
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
this.current = ;
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
break;
}
return false;
} IEnumerator<object> IEnumerable<object>.GetEnumerator()
{
return this;
} IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return this;
} void IEnumerator.Reset()
{
throw new NotSupportedException();
} void IDisposable.Dispose()
{
} // Properties
object IEnumerator<object>.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
object IEnumerator.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
}
} EnumeratorTest3 eTest3 = new EnumeratorTest3();
IEnumerator e3 = eTest3.Test1().GetEnumerator();
while (e3.MoveNext())
{
Console.WriteLine(e3.Current);
}
泛型版本IEnumerable<T>
class EnumeratorTest4
{
private bool m_bBreak; public EnumeratorTest4(bool bBreak)
{
m_bBreak = bBreak;
} public IEnumerable<float> Test1()
{
yield return 1.0f;
if (m_bBreak)
{
yield break;
}
yield return 3.0f;
}
} EnumeratorTest4 eTest4 = new EnumeratorTest4(true);
foreach (object o in eTest4.Test1())
{
Console.WriteLine(o);
}
编译后生成的代码如下：
class EnumeratorTest4
{
private bool m_bBreak; public EnumeratorTest4(bool bBreak)
{
m_bBreak = bBreak;
} public IEnumerable<float> Test1()
{
GenerateEnumerable4 e4 = new GenerateEnumerable4();
e4.eTest4 = this;
return e4;
} private sealed class GenerateEnumerable4 : IEnumerable<float>, IEnumerable, IEnumerator<float>, IEnumerator, IDisposable
{
// Fields
private int state;
private float current; public EnumeratorTest4 eTest4; // Methods
public GenerateEnumerable4(int state)
{
this.state = state;
} bool IEnumerator.MoveNext()
{
switch (this.state)
{
case :
this.state = -;
this.current = 1.0f;
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
if (this.eTest4.m_bBreak)
{
break;
}
this.current = 3.0f;
this.state = ;
return true; case :
this.state = -;
break;
}
return false;
} IEnumerator<float> IEnumerable<float>.GetEnumerator()
{
return this;
} IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return this;
} void IEnumerator.Reset()
{
throw new NotSupportedException();
} void IDisposable.Dispose()
{
} // Properties
float IEnumerator<float>.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
object IEnumerator.Current
{
get
{
return this.current;
}
}
}
} EnumeratorTest4 eTest4 = new EnumeratorTest4(true);
IEnumerator<float> e4 = eTest4.Test1().GetEnumerator();
while (e4.MoveNext())
{
Console.WriteLine(e4.Current);
}
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