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.NET教程：.NET 面试题之IEnumerable（二）
.NET教程，这篇文章还是接着上文介绍的第二部分！多的不说，直接献上内容！
使用yield关键字实现方法GetEnumerator
如果iterator本身有实现IEnumerator接口(本例就是一个数组)，则可以有更容易的方法：
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return _people.GetEnumerator();
}
注意，这个方法没有Foreach的存在，所以如果你改用for循环去迭代这个集合，你得自己去呼叫MoveNext，然后获得集合的下一个成员。而且会出现一个问题，就是你无法知道集合的大小(IEnumerable没有Count方法，只有IEnumerable才有)。
此时，可以做个试验，如果我们知道一个集合有3个成员，故意迭代多几次，比如迭代10次，那么当集合已经到达尾部时，将会抛出InvalidOperationException异常。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Person p1 = new Person("1");
Person p2 = new Person("2");
Person p3 = new Person("3");
People p = new People(new Person[3]{p1, p2, p3});
var enumerator = p.GetEnumerator();
//Will throw InvalidOperationException
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
enumerator.MoveNext();
if (enumerator.Current != null)
{
var currentP = (Person) enumerator.Current;
Console.WriteLine("current is {0}", currentP.Name);
}
}
Console.ReadKey();
}
}
public class Person
{
public string Name { get; set; }
public Person(string name)
{
Name = name;
}
}
public class People : IEnumerable
{
private readonly Person[] _persons;
public People(Person[] persons)
{
_persons = persons;
}
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return _persons.GetEnumerator();
}
}
使用yield关键字配合return，编译器将会自动实现继承IEnumerator接口的类和上面的三个方法。而且，当for循环遍历超过集合大小时，不会抛出异常，Current会一直停留在集合的最后一个元素。
public IEnumerator GetEnumerator()
{
foreach (Person p in _people)
yield return p;
}
如果我们在yield的上面加一句：
public IEnumerator GetEnumerator()
{
foreach (var p in _persons)
{
Console.WriteLine("test");
yield return p;
}
}
我们会发现test只会打印三次。后面因为已经没有新的元素了，yield也就不执行了，整个Foreach循环将什么都不做。
yield的延迟执行特性 – 本质上是一个状态机
关键字yield只有当真正需要迭代并取到元素时才会执行。yield是一个语法糖，它的本质是为我们实现IEnumerator接口。
static void Main(string[] args)
{
IEnumerable items = GetItems();
Console.WriteLine("Begin to iterate the collection.");
var ret = items.ToList();
Console.ReadKey();
}
static IEnumerable GetItems()
{
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
yield return "1";
yield return "2";
yield return "3";
}
在上面的例子中，尽管我们呼叫了GetItems方法，先打印出来的句子却是主函数中的句子。这是因为只有在ToList时，才真正开始进行迭代，获得迭代的成员。我们可以使用ILSpy察看编译后的程序集的内容，并在View -> Option的Decompiler中，关闭所有的功能对勾(否则你将仍然只看到一些yield)，然后检查Program类型，我们会发现编译器帮我们实现的MoveNext函数，实际上是一个switch。第一个yield之前的所有代码，统统被放在了第一个case中。
bool IEnumerator.MoveNext()
{
bool result;
switch (this.<>1__state)
{
case 0:
this.<>1__state = -1;
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
this.<>2__current = "1";
this.<>1__state = 1;
result = true;
return result;
case 1:
this.<>1__state = -1;
this.<>2__current = "2";
this.<>1__state = 2;
result = true;
return result;
case 2:
this.<>1__state = -1;
this.<>2__current = "3";
this.<>1__state = 3;
result = true;
return result;
case 3:
this.<>1__state = -1;
break;
}
result = false;
return result;
}
如果某个yield之前有其他代码，它会自动包容到它最近的后续的yield的“统治范围”：
static IEnumerable GetItems()
{
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
yield return "1";
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
yield return "2";
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
yield return "3";
}
它的编译结果也是可以预测的：
case 0:
this.<>1__state = -1;
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
this.<>2__current = "1";
this.<>1__state = 1;
result = true;
return result;
case 1:
this.<>1__state = -1;
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
this.<>2__current = "2";
this.<>1__state = 2;
result = true;
return result;
case 2:
this.<>1__state = -1;
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems()");
this.<>2__current = "3";
this.<>1__state = 3;
result = true;
return result;
case 3:
this.<>1__state = -1;
break;
这也就解释了为什么第一个打印出来的句子在主函数中，因为所有不是yield的代码统统都被yield吃掉了，并成为状态机的一部分。而在迭代开始之前，代码是无法运行到switch分支的。
令人瞩目的是，编译器没有实现reset方法，这意味着不支持多次迭代：
void IEnumerator.Reset()
{
throw new NotSupportedException();
}
yield只返回，不赋值
下面这个例子。不过我认为Artech大大分析的不是很好，我给出自己的解释。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IEnumerable vectors = GetVectors();
//Begin to call GetVectors
foreach (var vector in vectors)
{
vector.X = 4;
vector.Y = 4;
}
//Before this iterate, there are 3 members in vectors, all with X and Y = 4
foreach (var vector in vectors)
{
//But this iterate will change the value of X and Y BACK to 1/2/3
Console.WriteLine(vector);
}
}
static IEnumerable GetVectors()
{
yield return new Vector(1, 1);
yield return new Vector(2, 3);
yield return new Vector(3, 3);
}
}
public class Vector
{
public double X { get; set; }
public double Y { get; set; }
public Vector(double x, double y)
{
this.X = x;
this.Y = y;
}
public override string ToString()
{
return string.Format("X = {0}, Y = {1}", this.X, this.Y);
}
}
我们进行调试，并将断点设置在第二次迭代之前，此时，我们发现vector的值确实变成4了，但第二次迭代之后，值又回去了，好像被改回来了一样。但实际上，并没有改任何值，yield只是老老实实的吐出了新的三个vector而已。Yield就像一个血汗工厂，不停的制造新值，不会修改任何值。
从编译后的代码我们发现，只要我们通过foreach迭代一个IEnumerable，我们就会跑到GetVectors方法中，而每次运行GetVectors方法，yield都只会返回全新的三个值为(1，1)，(2，2)和(3，3)的vector，仿佛第一次迭代完全没有运行过一样。原文中，也有实验证明了vector创建了六次，实际上每次迭代都会创建三个新的vector。
解决这个问题的方法是将IEnumerable转为其子类型例如List或数组。
在迭代的过程中改变集合的状态
foreach迭代时不能直接更改集合成员的值，但如果集合成员是类或者结构，则可以更改其属性或字段的值。不能在为集合删除或者增加成员，这会出现运行时异常。For循环则可以。
var vectors = GetVectors().ToList();
foreach (var vector in vectors)
{
if (vector.X == 1)
//Error
//vectors.Remove(vector);
//This is OK
vector.X = 99;
Console.WriteLine(vector);
}
IEnumerable的缺点
IEnumerable功能有限，不能插入和删除。
访问IEnumerable只能通过迭代，不能使用索引器。迭代显然是非线程安全的，每次IEnumerable都会生成新的IEnumerator，从而形成多个互相不影响的迭代过程。
在迭代时，只能前进不能后退。新的迭代不会记得之前迭代后值的任何变化。
.NET教程：.NET 面试题之IEnumerable（二）