IEnumerable 使用foreach 详解

自己实现迭代器

yield的使用

怎样高性能的随机取IEnumerable中的值

我们先思考几个问题：

为什么在foreach中不能修改item的值？

要实现foreach需要满足什么条件？

为什么Linq to Object中要返回IEnumerable?

接下来，先开始我们的正文。

自己实现迭代器

.net中迭代器是通过IEnumerable和IEnumerator接口来实现的，今天我们也来依葫芦画瓢。

首先来看看这两个接口的定义：





并没有想象的那么复杂。其中IEnumerable只有一个返回IEnumerator的GetEnumerator方法。而IEnumerator中有两个方法加一个属性。

接下来开发画瓢，我们继承IEnumerable接口并实现：



下面使用原始的方式调用：



有朋友开始说了，我们平时都是通过foreache来取值的，没有这样使用过啊。好吧，我们来使用foreach循环：



为什么说基本上是等效的呢？我们先看打印结果，在看反编译代码。





由此可见，两者有这么个关系：



我们可以回答第一个问题了“为什么在foreach中不能修改item的值？”：



我们还记得IEnumerator的定义吗



接口的定义就只有get没有set。所以我们在foreach中不能修改item的值。

我们再来回答第二个问题：“要实现foreach需要满足什么条件？”：

必须实现IEnumerable接口？NO



我们自己写的MyIEnumerable删掉后面的IEnumerable接口一样可以foreach（不信？自己去测试）。

所以要可以foreach只需要对象定义了GetEnumerator无参方法，并且返回值是IEnumerator或其对应的泛型。细看下图：



也就是说，只要可以满足这三步调用即可。不一定要继承于IEnumerable。有意思吧！下次面试官问你的时候一定要争个死去活来啊，哈哈！

yield的使用

你肯定发现了我们自己去实现IEnumerator接口还是有些许麻烦，并且上面的代码肯定是不够健壮。对的，.net给我们提供了更好的方式。



你会发现我们连MyIEnumerator都没要了，也可以正常运行。太神奇了。yield到底为我们做了什么呢？



好家伙，我们之前写的那一大坨。你一个yield关键字就搞定了。最妙的是这块代码：



这就是所谓的状态机吧！

我们继续来看GetEnumerator的定义和调用：



我们调用GetEnumerator的时候，看似里面for循环了一次，其实这个时候没有做任何操作。只有调用MoveNext的时候才会对应调用for循环：



现在我想可以回答你“为什么Linq to Object中要返回IEnumerable?”:

因为IEnumerable是延迟加载的，每次访问的时候才取值。也就是我们在Lambda里面写的where、select并没有循环遍历(只是在组装条件)，只有在ToList或foreache的时候才真正去集合取值了。这样大大提高了性能。

如：



这个时候得到了就是IEnumerable对象，但是没有去任何遍历的操作。（对照上面的gif动图看）

什么，你还是不信？那我们再来做个实验，自己实现MyWhere：



现在看到了吧。执行到MyWhere的时候什么动作都没有(返回的就是IEnumerable)，只有执行到ToList的时候才代码才真正的去遍历筛选。

这里的MyWhere其实可以用扩展方法来实现，提升逼格。（Linq的那些查询操作符就是以扩展的形式实现的）[了解扩展方法]。

怎样高性能的随机取IEnumerable中的值

这段代码来源《深入理解C#》，个人觉得非常妙。贴出来给大家欣赏哈。

结束：

demo下载：http://pan.baidu.com/s/1dE94c1b

接下篇：《再讲IQueryable<T>，揭开表达式树的神秘面纱》